描述基于感觉运动节律的脑机接口 (SMR-BCI) 用于获取与运动意象相关的脑信号并将其转换为机器控制命令,从而绕过通常的中枢神经系统输出。选择最佳的外部变量配置可以最大限度地提高 SMR-BCI 在健康和残疾人士中的表现。当 BCI 的目标是在严格监管的实验室环境之外的日常环境中使用时,这种性能现在尤为重要。在这篇评论文章中,我们总结并批判性地评估了当前有关外部变量对 SMR-BCI 性能的影响的知识体系。在评估 SMR-BCI 性能与外部变量之间的关系时,我们将其广泛地描述为不太依赖于 BCI 用户并且源自用户之外的元素。这些因素包括 BCI 类型、干扰因素、训练、视觉和听觉反馈、虚拟现实和磁电反馈、本体感受和触觉反馈、脑电图 (EEG) 系统组装的细致程度和 EEG 电极的定位以及记录相关伪影等因素。在这篇评论文章的最后,提出了关于外部变量对 SMR-BCI 性能影响的研究未来发展方向。我们相信,我们的评论对学术 BCI 科学家和开发人员以及在 BCI 领域工作的临床专业人员以及 SMR-BCI 用户都具有价值。
无线血管内神经刺激用毫米大小的磁电植入物Joshua C. C. C. C. C. C. C. C. C. C. C. C. C. C. C. C. C. C. C. C. 2,Zhanghao Yu* 3,Fatima Alrashdan 3,Roberto Garcia 2Edwin Lai 1,Ben Avants 3,Scott Crosby 5,Michelle M. Felicella 6,Ariadna Robledo 2,Jeffrey D. Hartgerink 1,7,Sunil A. Sheth ** 8,Kaiyuan Yang ** 3,雅各布·T·罗宾逊(Jacob T. Robinson)美国德克萨斯州加尔维斯顿市德克萨斯大学医学分公司神经外科3号电气与计算机工程系,赖斯大学,美国德克萨斯州休斯敦市,美国4号应用物理学计划,赖斯大学,德克萨斯州休斯敦,美国5 NeuroMonitoring Associates,LLC 6. LLC 6年病理学系6.美国德克萨斯州休斯敦市Uthealth McGovern医学院9.美国德克萨斯州休斯顿市贝勒医学院神经科学系 *联合首先作者:J.C.C.,P.K.,P.K.,Z.Y。; **相应的作者:J.T.R,K.Y。S.A.S. 抽象植入的生物电子设备有可能治疗对传统具有抗性的疾病S.A.S.抽象植入的生物电子设备有可能治疗对传统
拓扑物理学一直是冷凝物理物理学中最活跃的领域之一,到目前为止,已经发现了一系列新兴现象,包括拓扑绝缘子,半法和超导体,以及它们相关的量子自旋旋转式霍尔效应和主要的巨大效果和大巨大效果等。[1 - 6]。实际上,作为数学的概念,拓扑可以明确或暗示主导各种物理行为,而不限于电子,声音,光子,光子谱带在动量空间中。拓扑结合和铁罗克系统的合并已经产生了一个完全不同的故事,即磁性和/或电动型电动型的真实空间纹理可以是拓扑的,包括天空,梅隆和涡流数量有整数绕组数[7-11]。最近,在一些多表演中已经揭示了拓扑物理学的另一个分支,该分支在特定的磁电(ME)过程中表现出拓扑的绕组行为。例如,对于四倍的钙钛矿TBMN 3 Cr 4 O 12,提出了拓扑不可取向的罗马表面来描述磁性诱导的极化(P)的三维轨迹[12,13]。另一个突破是ME在GDMN 2 O 5中的切换,该5响应磁性周期生成了半MN旋转的拓扑数[14]。有趣的是,这种受拓扑保护的我的过程可以理解为在量子水平上的me曲柄。
理学学士(专业)物理科学:电、磁和电磁理论等。指导研究项目:1. 指导 5 名理学学士(电子)学生完成 2016-17 学年德里大学汉斯拉吉学院的“设想高效道路:多功能交通控制系统”项目。2. 指导 10 名理学学士(高级)物理学和理学学士(高级)植物学学生完成 2015-16 学年德里大学汉斯拉吉学院的创新项目 (HRC-302),项目名称为“开发用于实时定位和识别德里大学北校区植物的移动应用程序”。该项目由德里大学研究委员会资助。在项目期间,我们成功推出了一款功能齐全的 Android 应用程序“树木定位器”。 (基金价值为 4,50,000 卢比) 出版物简介 1. 在国际同行评审期刊上发表的研究出版物: - [BaTiO3]1-x-[CoFe2O4]x 块体复合材料中的磁电效应,Shivani Agarwal,OF Caltun 和 K. Sreenivas,固态通信 2. 参加的国际会议: - 脉冲激光沉积的 BaTiO3 – CoFe2O4 多铁性复合薄膜的结构和介电特性,Shivani Agarwal、K. Sreenivas 和 Vinay Gupta,国际纳米和微电子会议,ICONAME – 08,2008 年 1 月 3 日 – 1 月 5 日,本地治里,本地治里(口头报告) - 印度 - 澳大利亚多功能纳米材料纳米结构和应用研讨会 (MNNA 2007),2007 年 12 月 19 日 – 12 月 21 日,物理和天体物理系,德里大学,德里 - 110007
异丙嗪(PHZ)被用作兽医中的镇静剂,其残留物可能威胁到人类的健康。PHz的电化学检测是适合在该领域应用的方法。然而,由于基质干扰,传统的电分析很难直接在肉样品中进行。这项工作将磁性固相提取和差异脉冲伏安法整合,以高度敏感和选择性地确定牛肉和牛肉肝脏中的PHZ。COFE 2 O 4 /用C 18功能化的介孔二氧化硅(mg@msio 2 -c 18)涂有含量的石墨烯,合成为分散的磁吸附剂以提取Phz。用氮掺杂的空心碳微球(HCM)修饰的磁性玻璃碳电极通过PHz吸引Mg@MSIO 2 -C 18,并直接检测PHZ而无需洗脱程序。mg@MSIO 2 -C 18可以分离PHz,以避免杂质在引起检测时的干扰,并在磁电上集中PHZ。此外,使用HCM的电极修饰可以扩增PHz的电化学信号。最后,集成的PHZ测定方法表现出较宽的线性范围从0.08μmol/L到300μmol/L,检测到9.8 nmol/l的低极限。牛肉样品分析提供了出色的恢复,这表明该方案有望在真实肉类样本中快速和现场检测PHZ©2023©2023由Elsevier B.V.代表中国化学学会和中国医学学院的Materia Medica Institute,中国医学科学院出版。
[1] JT Heron, M. Trassin, K. Ashraf, M. Gajek, Q. He, SY Yang, DE Nikonov, Y.-H. Chu, S. Salahuddin 和 R. Ramesh, 《铁磁体-多铁性异质结构中的电场诱导磁化反转》, Phys Rev Lett 107 , 217202 (2011)。[2] SO Sayedaghaee, B. Xu, S. Prosandeev, C. Paillard 和 L. Bellaiche, 《多铁性 BiFeO3 中的新型动态磁电效应》, Phys Rev Lett 122 , 097601 (2019)。 [3] A. Haykal 等人,BiFeO 3 中受应变和电场控制的反铁磁纹理,Nat Commun 11,1704 (2020)。[4] H. Jang 等人,外延 (001) BiFeO3 薄膜中的应变诱导极化旋转,Phys Rev Lett 101,107602 (2008)。[5] IC Infante 等人,BiFeO 3 中外延应变桥接多铁性相变,Phys Rev Lett 105,057601 (2010)。 [6] H. Béa 等人,巨轴比化合物室温多铁性证据,Phys Rev Lett 102,217603 (2009)。[7] IC Infante 等人,BiFeO 3 薄膜室温附近的多铁性相变,Phys Rev Lett 107,237601 (2011)。[8] H. Béa、M. Bibes、F. Ott、B. Dupé、X.-H. Zhu、S. Petit、S. Fusil、C. Deranlot、K. Bouzehouane 和 A. Barthélémy,多铁性 BiFeO 3 外延薄膜的交换偏置机制,Phys Rev Lett 100,017204 (2008)。 [9] D. Lebeugle,D. Colson,A. Forget,M. Viret,AM Bataille 和 A. Gukasov,室温下电场诱导 BiFeO3 单晶自旋翻转,Phys Rev Lett 100,227602(2008)。[10] A. Finco 等人,非共线反铁磁体中的拓扑缺陷成像,Phys Rev Lett 128,187201(2022)。[11] M. Hambe,A. Petraru,NA Pertsev,P. Munroe,V. Nagarajan 和 H. Kohlstedt,跨越界面:磁性复合氧化物异质结构中隧道电流的铁电控制,Adv Funct Mater 20,2436(2010)。 [12] SR Burns、O. Paull、J. Juraszek、V. Nagarajan 和 D. Sando,《外延 BiFeO 3 中的摆线或非共线反铁磁性实验指南》,《先进材料》第 32 卷,2003711 页 (2020 年)。[13] M. Cazayous、Y. Gallais、A. Sacuto、R. de Sousa、D. Lebeugle 和 D. Colson,《在 BiFeO 3 中可能观察到摆线电磁振子》,《物理评论快报》第 101 卷,037601 页 (2008 年)。[14] D. Sando 等人,《通过外延应变制作 BiFeO 3 薄膜的磁振子和自旋电子响应》,《自然材料》第 12 卷,641 页 (2013 年)。 [15] J. Li 等人,亚太赫兹产生的反铁磁磁振子的自旋电流,Nature 578,70 (2020)。[16] E. Parsonnet 等人,在没有施加磁场的情况下对热磁振子的非挥发性电场控制,Phys Rev Lett 129,87601 (2022)。[17] S. Manipatruni、DE Nikonov、CC Lin、TA Gosavi、H. Liu、B. Prasad、YL Huang、E. Bonturim、R. Ramesh 和 IA Young,可扩展的节能磁电自旋轨道逻辑,Nature 565,35 (2019)。 [18] YT Chen、S. Takahashi、H. Nakayama、M. Althammer、STB Goennenwein、E. Saitoh 和 GEWBauer, 自旋霍尔磁阻理论, Phys Rev B 87 , 144411 (2013)。[19] J. Fischer 等人, 反铁磁体/重金属异质结构中的自旋霍尔磁阻, Phys Rev B 97 , 014417 (2018)。
利用电磁 (EM) 场进行的无线通信是人体周围可穿戴设备之间信息交换的支柱。然而,对于植入式设备,电磁场会在组织中被大量吸收,而其他传输模式(包括超声波、光学和磁电方法)会由于一种能量形式转换为另一种能量形式而导致大量的转导损耗,从而增加了整体的端到端能量损耗。为了解决脑植入物中无线供电和通信的挑战以及低端端通道损耗,我们提出了双相准静态脑通信 (BP-QBC),通过使用电准静态 (EQS) 信号,避免了因没有场模态转换而导致的转导损耗,在通道长度约为 55 毫米的情况下实现 < 60dB 的最坏情况端到端通道损耗。 BP-QBC 利用基于偶极耦合的信号在脑组织内传输,在发射器 (TX) 中使用差分激励,在接收器 (RX) 中使用差分信号拾取,同时通过阻断流经脑组织的任何直流电流路径,在 1MHz 载波频率下提供比传统人体电流通信 (G-HBC) 低 ~41 倍的低功耗。由于通过人体组织的电信号传输是电准静态的,频率高达几十 MHz,因此 BP-QBC 可实现从植入物到外部可穿戴设备的可扩展 (bps-10Mbps) 占空比上行链路 (UL)。BP-QBC TX 的功耗在 1Mbps 时仅为 0.52 μW(占空比为 1%),这在从可穿戴设备中枢通过 EQS 脑通道到植入物的下行链路 (DL) 中收集的功率范围内,外部施加的电流小于 ICNIRP 安全限值的 1/5。此外,BP-QBC 消除了对颅下询问器/中继器的需求,因为它由于没有场传导而提供了更好的信号强度。这种低端到端通道损耗和高数据速率是由一种全新的大脑通信和供电方式实现的,在神经生物学研究、脑机接口、电疗和联网医疗领域具有深远的社会和科学影响。
利用电磁 (EM) 场进行的无线通信是人身周围可穿戴设备之间信息交换的支柱。然而,对于植入式设备,电磁场会在组织中产生大量吸收,而其他传输模式(包括超声波、光学和磁电方法)会由于一种能量形式转换为另一种能量形式而导致大量的转导损耗,从而增加了整体的端到端能量损耗。为了解决脑植入物中无线供电和通信的挑战并实现低端端通道损耗,我们提出了双相准静态脑通信 (BP-QBC),通过使用电准静态 (EQS) 信号,在通道长度约为 55 毫米的情况下实现 < 60dB 的最坏情况端到端通道损耗,从而避免了因没有场模态转换而导致的转导损耗。 12 BP-QBC 利用基于偶极耦合的信号在脑组织内传输,在发射器 (TX) 处使用差分激励,在接收器 (RX) 处拾取差分信号,同时通过阻断通过脑组织的任何直流电流路径,在 1MHz 载波频率下提供约 41 倍的低功耗,相对于传统的人体电流通信 (G-HBC)。由于通过人体组织的电信号传输是电准静态的,频率高达数十 MHz,因此 BP-QBC 允许从植入物到外部可穿戴设备的可扩展 (bps-10Mbps) 占空比上行链路 (UL)。 BP-QBC TX 的功耗在 1Mbps(占空比为 1%)时仅为 0.52 μW,这在从可穿戴中枢通过 EQS 脑通道到植入物的下行链路 (DL) 中收集的功率范围内,外部施加的电流小于 ICNIRP 安全限值的 1/5。此外,BP-QBC 消除了对颅下询问器/中继器的需求,因为它由于没有场传导而提供了更好的信号强度。如此低的端到端通道损耗和高数据速率是由一种全新的脑部通信和供电模式实现的,对神经生物学研究、脑机接口、电药物和互联医疗保健等领域具有深远的社会和科学影响。
事物(IOT)。[9]这些库存的设备的核心是建立高度适应性和皮肤的功能元素,能够通过日常生活的各个方面或通过响应Electials的各个方面或跟踪位置,运动和手势来对环境变化进行重新变化,[2,10]磁性,[2,6,8,11],[5,6,8,11] [5,6,8,11]和Thermal [12]和Thermal [13]。解决方案可以加工的印刷技术对于实现人类交互式和高度合规的设备非常有吸引力,因为它们简单,成本效益且适应于自由定义的功能元素的各种材料。[14-17]关于印刷电子产品的最新报告揭示了可以准备机械性能的可拉伸印刷传感器(应变,力,压力和弯曲),[18-21],这些传感器与人工互动系统,人工智能,先进的ProSthetics和Humanoid Robots中的人际关系系统中有关。要实现合规的电子产品,[22]最先进的方法依赖于直接在超薄聚合物箔上的有机和无机材料的薄膜沉积和光刻处理。[23–25]朝着全印刷的可拉伸电子产品[19,26]和可拉伸的薄膜磁通电子的方向取得了令人兴奋的进度。[27]但是,尚未证明将磁电传感器的可打印和伸展质量结合在一起。这些高领域对于皮肤设备是不可接受的,因为世界卫生组织(WHO)规定的持续展示限制小于40 mt。我们在各种机械上不可察觉的功能元件中,符合磁场传感器及其动作距离距离,可以依靠周围的磁场启用无触摸的对皮肤间的活动,用于从人机相互作用到非vasive医学诊断的应用。[5,11,28]与基于箔的磁电机,印刷的磁敏感设备的出色机械和磁化性能形成鲜明对比[29-33],相当僵硬,支持弯曲到半径超过1 cm [30],到目前为止,它已用于检测高磁场的高磁场。[34,35]即使对于最佳的印刷磁场传感器,这些传感器基于巨型磁场(GMR)效应,相关场范围的灵敏度也很差。
由约翰·巴尔丁(John Bardeen),莱昂·库珀(Leon Cooper)和罗伯特·施里弗(Robert Schrieffer)开发的BCS理论成功地建模了I型超导体的性能。该理论的一个关键方面是通过与晶格的相互作用而形成了库珀对,这是由于与晶格振动相关的电子之间的轻微吸引力所致。这些配对的电子的行为更像是玻色子,凝结成相同的能级,并在带隙以下的温度上表现出零电阻率。获得诺贝尔奖的三人组的工作表明,超导性的临界温度取决于带隙和同位素质量,指向声子相互作用机制。给定的文章文本此处已将半导体的属性扩展到包括环境样本[11,12]。半导体表现出具有能隙(例如)为特征的带状结构,硅的EG约为1.17 eV,而EG的EG约为0.66 eV。内在的半导体,例如纯硅或锗,由于热能而导致一些电子升高到传导带。填充特定能量状态的概率遵循费米 - 迪拉克分布。在室温下,化学势(μ)和费米能(EF)大致相等。传导电子可以通过相对于费米能的能量水平来识别它们。当电子被激发到传统带中时,它留下了一个孔,该孔充当价带中的正电荷载体。杂质半导体是通过引入杂质(掺杂)来改变其电子特性而创建的。n型材料的杂质比半导体的价电子多,而P型材料的杂质具有较少的价电子。在超导性中,可以在液态氦低温器中观察到几种现象。通过测量磁场排除(Meissner效应)证明了向超导状态的过渡,因为温度通过沸腾的氦气流降低。还观察到,还观察到还观察到通过两个超导体之间的绝缘连接在超导铅缸中诱导电流的持续性。此实验的准备问题包括测量0.5英寸汞的高度,以允许蒸发氦气逃脱,防止空气逆流进入脖子,并取下插头以测量氦气水平并插入实验。应通过各种方法将这种开放条件的持续时间最小化,例如减少电线表面上的杂质或平行于其平行的磁场。这可以帮助减轻非常规超导体和其他可能导致库珀对破裂的来源的疾病的影响。超导和扩散金属状态之间产生的相变是一种复杂的现象,受到电流和热激活相滑的波动的影响。已经对此过程进行了全面分析,从而揭示了从量子临界到低温金属相过渡时,零频率电运中的非单调温度依赖性。遵循De Gennes的方法,参考。接近临界点,热电导率比显示了遵守Wiedemann-Franz定律的线性温度依赖性。在相关研究中,对强烈相互作用的国家方程的调查已经持续了近二十年。这项研究通过检查了描述核液体 - 液体相变和解糊精过渡的准确解决的统计模型,从而为这一领域做出了贡献。通过扩展热力学限制中的溶液到有限体积,研究人员直接从大规范分区中制定了相似的相类似物。已经探索了对这些系统的表面影响,表明表面的存在可以显着影响相行为,尤其是对于强烈相互作用的物质。时间限制对金属超导性和超流量的影响,电子在短范围内使用筛选的库仑电位相互作用。金属的现象学理论(称为Landau Fermi液体理论)假设这些相互作用的电子绝热连接到自由电子。这使我们能够将金属中的电子视为具有重归于参数的非相互作用的费米。有限温度下金属的比热与激发的数量成正比,即大约4kf/k,其中kf是费米波形,而ek是电子的能量。这表明金属中的电子出于实际目的的行为就像非交互式费米子。一项研究发现,声子的线宽与电子偶联参数λ成正比。然而,一些研究的重点是超导体中的电子声子相互作用,尤其是在常规和非常规的超导体中。这项研究的目的是更好地了解使用非弹性中子散射的经典超导体的声子频谱。另一项研究试图以“纯粹的经典”方式解释Meissner效应,即从超导体中驱动磁场线。但是,该论点滥用了Gennes的通量驱动,并受到其他研究人员的争议。我们不是直接解决最关键的论点,而是基于De Gennes的古典教科书摘录的基本观点[2]。1将超电流密度描述为j(r)= n(r)e*v(r),其中n是超导电子的密度,v是载体的漂移速度。通过将该方程取代到表达式中以进行动能并最大程度地减少动能和磁能的总和,可以到达F.和H. Londons的方程式:H +λ2∇×(∇×H)= 0,其中λ是穿透深度。此方程式解释了字段排斥。值得注意的是,该方程的推导不依赖于量子概念或普朗克常数。状态揭示了2DEG的特性;具体而言,它表现出半耗油的石墨烯EF自旋偏振法表面。这导致了有趣的现象,例如与旋转密度相关的电荷电流和与电荷密度相关的旋转电流。此外,Berry的阶段具有强大的疾病,显示出弱反定位但不可能的定位。当对称性打破时,表面能隙会打开,导致诸如量子霍尔状态,拓扑磁电效应或超导状态等外来状态。但是,如果表面保持不足而没有破坏对称性,甚至出现了更异常的状态,则需要固有的拓扑顺序,例如非亚伯式FQHE或表面量子厅效应。文本进一步探索了轨道QHE,e = 0 landau级别的dirac费米子和“分数” iqhe 2/3 e/h B.异常的QHE可以通过沉积磁性材料来诱导表面间隙,从而导致质量M↑M↓。在拓扑绝缘子(TIS)的背景下,文本讨论了磁电效应Qi,Hughes,Zhang '08;艾森,摩尔,范德比尔特'09。它考虑了带有磁体间隙表面的Ti的实心圆柱体,并探索了拓扑“ Q术语” 2 DL EB E E1 ME N E2 H2 H2 Q H Tr Sym。