摘要:动物如何体验大脑操纵?光遗传学使我们能够选择性地操纵和探究健康和疾病状态下大脑功能的神经回路。然而,目前尚不清楚小鼠除了诱发的生理功能外,是否还能感知任意的光遗传刺激。为了解决这个问题,小鼠被训练报告光遗传刺激作为获得奖励和避免惩罚的线索。研究发现,无论调节的大脑区域、奖励效应或谷氨酸能、GABA 能和多巴胺能细胞类型的刺激如何,小鼠都能感知光遗传操纵。我们将这种现象命名为视感受。利用视感受,小鼠可以学会根据激光频率执行两组不同的指令。重要的是,视感受可以通过激活或沉默单个细胞类型来发生。我们的研究结果表明,小鼠的大脑能够“监控”它们的自我活动,尽管是间接的,可能是通过内感受或作为一种辨别刺激,这开辟了一种将信息引入大脑和控制脑机接口的新方法。
动物是如何体验大脑操控的?光遗传学使我们能够选择性地操控和探究健康和疾病状态下大脑功能的神经回路。然而,对于小鼠是否能够检测和学习来自广泛大脑区域的任意光遗传学扰动以指导行为,我们知之甚少。为了解决这个问题,小鼠被训练报告光遗传学大脑扰动以获得奖励和避免惩罚。在这里,我们发现小鼠可以感知光遗传学操控,无论扰动的大脑区域、奖励效应或谷氨酸能、GABA 能和多巴胺能细胞类型的刺激如何。我们将这种现象命名为视感受,即一种由扰动大脑内部产生的可感知信号,就像内感受一样。利用视感受,小鼠可以学会根据激光频率执行两组不同的指令。重要的是,视感受可以通过激活或沉默单个细胞类型来发生。此外,刺激一只老鼠的两个脑区发现,一个脑区引起的视感知不一定会转移到另一个之前没有受到刺激的区域,这表明每个部位都会产生不同的感觉。学习后,它们可以模糊地使用来自两个脑区的随机交错扰动来指导行为。总的来说,我们的研究结果表明,老鼠的大脑可以“监控”自身活动的扰动,尽管是间接的,可能是通过内感受或作为一种辨别性刺激,这为向大脑引入信息和控制脑机接口开辟了一条新途径。
腰痛(LBP)是所有年龄段成年人经历的常见状况。流行病学研究表明,50-80%的个体在其一生中至少经历了一次LBP(1)。非特异性LBP(NLBP),最普遍的LBP形式,没有特定的可识别病理性原因(2)。NLBP的后果超出了疼痛和有限的运动。nlbp也会影响腰椎的本体感受,并且前置感受的退化会加剧患者的症状(3)。NLBP的主要诱导因子是腰部稳定性和肌肉强度降低,脊柱稳定性和姿势控制不良是NLBP患者复发症状的重要病理机制(4,5)。NLBP患者的腰痛触觉和本体感受敏感性降低,感觉和运动缺陷进一步影响
心脑整合动力学对于内感受(即感知身体信号)至关重要。在这项前所未有的纵向研究中,我们评估了接受原位心脏移植的患者和匹配的健康对照者的内感受的神经认知标记。对患者在术前(T1)、数月后(T2)和一年后(T3)进行了纵向评估。我们评估了内感受的行为(心跳检测)和电生理(心跳诱发电位)标记。心跳检测任务显示,患者和对照组在术前(T1)的内感受相似。然而,心脏移植后(T2),患者的表现优于对照组,但在随访分析(T3)中没有观察到这种差异。从神经生理学上讲,虽然心跳诱发电位分析显示手术前(T1)各组之间没有差异,但在移植后两个阶段(T2、T3)发现患者的这种事件相关电位的幅度降低。所有这些显著的影响在与不同的心脏病学测量方法共变后仍然存在。总之,这项研究为脑心通路的适应性特性带来了新的见解。
4.1.2.3. 直流电缆的设计特性 ......................................................................39 单极子系统 ......................................................................................39 双极子系统 ......................................................................................42 4.1.3. 海底电力电缆的预期 EMF 水平 ........................................................42 4.1.3.1. 交流磁场 ......................................................................................43 4.1.3.2 直流磁场 ......................................................................................45 4.1.3.3 直流电场 ......................................................................................48 4.1.3.4 感应电场 ......................................................................................49 4.1.3.5. 非正常条件下的 EMF ................................................................50 4.2. 对磁敏感和对电敏感的海洋生物 ................................................................50 4.2.1. 海洋生物的磁感应和电感应 ................................................................51 4.2.1.1. 4.2.1.2. 海洋生物的感觉系统 ......................................................................51 4.2.1.3. 磁感受 ......................................................................................52 4.2.1.3. 电感受 ......................................................................................53 4.2.1.4. 人为电磁辐射对海洋生物的潜在影响 .............................................................54 4.2.2.板鳃类 ................................................................................................................54 4.2.2.1 现有信息的回顾 ................................................................................54 EMF 敏感性的证据基础 ........................................................................54 电感受器的解剖学和生理学 ........................................................................54 板鳃类鱼的磁感受机制 ................................................................59 电感受器的功能作用 ................................................................................60 板鳃类物种初步列表 .............................................................................61 4.2.2.2 海底电缆 EMF 的影响 .............................................................................61 预期 EMF 水平与报告的敏感性的比较 .............................................................................................61 交流电缆系统 .............................................................................................61 直流电缆系统 .............................................................................................62 直接磁感受 .............................................................................................62 4.2.2.3 对板鳃类的潜在影响 .............................................................................63 迁徙 .............................................................................................................63 非迁徙物种和栖息地利用..................................................63 摄食行为...............................................................................63 生殖行为....................................................................................................63 育苗场 ................................................................................................64 4.2.2.4 各地区的重点物种 ..............................................................................64 4.2.2.5 沙洲鲨 Carcharhinus plumbeus 案例研究 ........................................66 结论 ......................................................................................................68 4.2.3. 其他鱼类 ......................................................................................................69 4.2.3.1 现有信息审查 ......................................................................................69 EMF 敏感性的证据基础 .............................................................................69 电感受 .............................................................................................................69 磁感受 .............................................................................................................74 其他鱼类物种初步清单 .............................................................................75 4.2.3.2 海底电缆 EMF 的影响 .............................................................................75 预期 EMF 水平与报告的敏感性的比较 .................................................................75 对其他鱼类的潜在影响 .................................................................................77
4.1.2.3. 直流电缆的设计特性 ......................................................................39 单极子系统 ......................................................................................39 双极子系统 ......................................................................................42 4.1.3. 海底电力电缆的预期 EMF 水平 ........................................................42 4.1.3.1. 交流磁场 ......................................................................................43 4.1.3.2 直流磁场 ......................................................................................45 4.1.3.3 直流电场 ......................................................................................48 4.1.3.4 感应电场 ......................................................................................49 4.1.3.5. 非正常条件下的 EMF ................................................................50 4.2. 对磁敏感和对电敏感的海洋生物 ................................................................50 4.2.1. 海洋生物的磁感应和电感应 ................................................................51 4.2.1.1. 4.2.1.2. 海洋生物的感觉系统 ......................................................................51 4.2.1.3. 磁感受 ......................................................................................52 4.2.1.3. 电感受 ......................................................................................53 4.2.1.4. 人为电磁辐射对海洋生物的潜在影响 .............................................................54 4.2.2.板鳃类 ................................................................................................................54 4.2.2.1 现有信息的回顾 ................................................................................54 EMF 敏感性的证据基础 ........................................................................54 电感受器的解剖学和生理学 ........................................................................54 板鳃类鱼的磁感受机制 ................................................................59 电感受器的功能作用 ................................................................................60 板鳃类物种初步列表 .............................................................................61 4.2.2.2 海底电缆 EMF 的影响 .............................................................................61 预期 EMF 水平与报告的敏感性的比较 .............................................................................................61 交流电缆系统 .............................................................................................61 直流电缆系统 .............................................................................................62 直接磁感受 .............................................................................................62 4.2.2.3 对板鳃类的潜在影响 .............................................................................63 迁徙 .............................................................................................................63 非迁徙物种和栖息地利用..................................................63 摄食行为...............................................................................63 生殖行为....................................................................................................63 育苗场 ................................................................................................64 4.2.2.4 各地区的重点物种 ..............................................................................64 4.2.2.5 沙洲鲨 Carcharhinus plumbeus 案例研究 ........................................66 结论 ......................................................................................................68 4.2.3. 其他鱼类 ......................................................................................................69 4.2.3.1 现有信息审查 ......................................................................................69 EMF 敏感性的证据基础 .............................................................................69 电感受 .............................................................................................................69 磁感受 .............................................................................................................74 其他鱼类物种初步清单 .............................................................................75 4.2.3.2 海底电缆 EMF 的影响 .............................................................................75 预期 EMF 水平与报告的敏感性的比较 .................................................................75 对其他鱼类的潜在影响 .................................................................................77
•从定义上讲,传感器是为感测物理现象而产生输出信号的设备。•通过使用传感器,机器人可以感知环境,不仅涵盖其外观,例如到物体的距离,还可以覆盖其自己的组件(即内部),例如电动机速度。•从使用的角度来看,机器人使用的传感器可以分为两类:本体感受和外部感受传感器。•当前的现成传感器可以根据其作用形式(类似于电气组件)将被动类型分为被动类型。
从大脑活动中解码图像一直是一个挑战。由于深度学习的发展,有可用的工具来解决这个问题。解码图像旨在将神经脉冲序列映射到低级视觉特征和高级语义信息空间。最近,有一些从脉冲序列解码的研究,然而,这些研究较少关注神经科学的基础,很少有研究将感受野合并到视觉图像重建中。在本文中,我们提出了一种具有生物特性的深度学习神经网络架构,从脉冲序列重建视觉图像。据我们所知,我们首次实现了一种将感受野属性矩阵集成到损失函数中的方法。我们的模型是一个从神经脉冲序列到图像的端到端解码器。我们不仅将 Gabor 滤波器合并到用于生成图像的自动编码器中,还提出了具有感受野特性的损失函数。我们在两个数据集上评估了我们的解码器,这两个数据集包含猕猴初级视觉皮层神经脉冲和蝾螈视网膜神经节细胞 (RGC) 脉冲。我们的结果表明,我们的方法可以有效地结合感受野特征来重建图像,为基于神经信息的视觉重建提供了一种新方法。
4.1.2.3. 直流电缆的设计特性 ......................................................................39 单极子系统 ......................................................................................39 双极子系统 ......................................................................................42 4.1.3. 海底电力电缆的预期 EMF 水平 ........................................................42 4.1.3.1. 交流磁场 ......................................................................................43 4.1.3.2 直流磁场 ......................................................................................45 4.1.3.3 直流电场 ......................................................................................48 4.1.3.4 感应电场 ......................................................................................49 4.1.3.5. 非正常条件下的 EMF ................................................................50 4.2. 对磁敏感和对电敏感的海洋生物 ................................................................50 4.2.1. 海洋生物的磁感应和电感应 ................................................................51 4.2.1.1. 4.2.1.2. 海洋生物的感觉系统 ......................................................................51 4.2.1.3. 磁感受 ......................................................................................52 4.2.1.3. 电感受 ......................................................................................53 4.2.1.4. 人为电磁辐射对海洋生物的潜在影响 .............................................................54 4.2.2.板鳃类 ................................................................................................................54 4.2.2.1 现有信息的回顾 ................................................................................54 EMF 敏感性的证据基础 ........................................................................54 电感受器的解剖学和生理学 ........................................................................54 板鳃类鱼的磁感受机制 ................................................................59 电感受器的功能作用 ................................................................................60 板鳃类物种初步列表 .............................................................................61 4.2.2.2 海底电缆 EMF 的影响 .............................................................................61 预期 EMF 水平与报告的敏感性的比较 .............................................................................................61 交流电缆系统 .............................................................................................61 直流电缆系统 .............................................................................................62 直接磁感受 .............................................................................................62 4.2.2.3 对板鳃类的潜在影响 .............................................................................63 迁徙 .............................................................................................................63 非迁徙物种和栖息地利用..................................................63 摄食行为...............................................................................63 生殖行为....................................................................................................63 育苗场 ................................................................................................64 4.2.2.4 各地区的重点物种 ..............................................................................64 4.2.2.5 沙洲鲨 Carcharhinus plumbeus 案例研究 ........................................66 结论 ......................................................................................................68 4.2.3. 其他鱼类 ......................................................................................................69 4.2.3.1 现有信息审查 ......................................................................................69 EMF 敏感性的证据基础 .............................................................................69 电感受 .............................................................................................................69 磁感受 .............................................................................................................74 其他鱼类物种初步清单 .............................................................................75 4.2.3.2 海底电缆 EMF 的影响 .............................................................................75 预期 EMF 水平与报告的敏感性的比较 .................................................................75 对其他鱼类的潜在影响 .................................................................................77