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具有声学靶向基因递送的工程病毒向量
靶向基因传递到大脑是神经科学研究的关键工具，并且具有治疗人类疾病的重要潜力。然而，通常通过入侵注射限制其适用的研究范围和临床应用的范围，通常通过侵入性注射来进行常见基因载体（例如腺相关病毒（AAV））的特定地点传递。另外，集中的超声血脑屏障开口（FUS-BBBO）进行了无创，可以从系统性循环中使AAVS进入大脑的位点特异性进入。但是，当与天然AAV血清型结合使用时，该方法的转导效率有限，并且会导致周围器官的实质性不良转导。在这里，我们使用高吞吐量在体内选择来设计新的AAV矢量，专门设计用于FUS-BBBO位置的局部神经元转导。所产生的载体显着增强了超声靶向的基因递送和神经元的偏移，同时减少了周围转导，从而在两种经过测试的小鼠菌株中靶向特异性的靶向提高了十倍以上。除了增强非侵入性基因递送到特定大脑区域的唯一已知方法外，这些结果还建立了AAV矢量为特定物理递送机制而进化的AAV量的能力。
通过声学透明颅窗对人类大脑活动进行功能性超声成像
可视化人类大脑活动对于了解正常和异常的大脑功能至关重要。目前可用的神经活动记录方法具有高度侵入性、灵敏度低，并且不能在手术室外进行。功能性超声成像 (fUSI) 是一种新兴技术，可提供灵敏、大规模、高分辨率的神经成像；然而，fUSI 无法通过成年人头骨进行。在这里，我们使用聚合物头骨替代材料创建与 fUSI 兼容的声学窗口，以监测单个个体的成年人大脑活动。使用体外脑血管模型模拟脑血管系统和体内啮齿动物颅骨缺损模型，首先，我们通过不同厚度的聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 颅骨植入物或钛网植入物评估了 fUSI 信号强度和信噪比。我们发现，可以使用专用的 fUSI 脉冲序列通过 PMMA 植入物以高灵敏度记录大鼠大脑神经活动。然后，我们为一名在脑外伤后接受颅骨重建手术的成年患者设计了一种定制的超声透明颅窗植入物。我们表明，fUSI 可以在手术室外记录清醒人的大脑活动。在视频游戏“连点成线”任务中，我们展示了该个体任务调节皮质活动的映射和解码。在弹吉他任务中，我们绘制了其他特定于任务的皮质反应。我们的原理验证研究表明，fUSI 可用作高分辨率（200 μ m）功能成像方式，通过声学透明颅窗测量成年人的大脑活动。
激光元素纳米颗粒作为近红外光声成像和癌症光疗的可生物降解材料
可生物降解的纳米材料可以显着改善纳米医学的安全性。锗纳米颗粒（GE NP）是作为生物医学应用的有效光热转化器而开发的。ge NP由飞秒激光在液体中合成的液体通过氧化机制迅速溶解在生理样环境中。GE纳米颗粒的生物降解在体外和正常组织中保存在半衰期短达3.5天的小鼠中。GE NP的生物相容性通过血液学，生化和组织学分析在体内确定。在近红外光谱范围内GE的强烈光吸收可在静脉注射GE NP后对体内植入的肿瘤进行光热治疗。光热疗法导致EMT6/P腺癌肿瘤生长的3.9倍降低，而小鼠的存活显着延长。在纳米材料的静脉内和肿瘤内施用后，GE NP（808 nm处的7.9 L G - 1 cm-1）的出色质量渗透使骨骼和肿瘤具有光声成像。因此，强烈吸收近红外的生物降解纳米材料对晚期治疗学有希望。
激光器如何利用光声和光电现象将信号注入 MEMS 麦克风
可以使用调幅激光在 MEMS 麦克风的输出端生成虚假但相干的声学信号。虽然这种漏洞会对信任这些麦克风的网络物理系统的安全性产生影响，但这种影响的物理解释仍然是个谜。如果不了解导致这种信号注入的物理现象，就很难设计出有效可靠的防御措施。在这项工作中，我们展示了热弹弯曲、热扩散和光电流产生机制在多大程度上被用于将信号注入 MEMS 麦克风。我们为每种机制都提供了模型，开发了一种程序来经验性地确定它们的相对贡献，并强调了对八种商用 MEMS 麦克风的影响。我们通过使用几种激光波长和一个真空室的精确设置来隔离每种机制来实现这一点。结果表明，麦克风上的注入信号取决于入射光的波长，其中长波长（例如 904 nm 红外激光）利用 ASIC 上的光电效应，而短波长（例如 450 nm 蓝色激光）利用振膜和周围空气上的光声效应。根据这一理解，我们为未来的抗激光麦克风设计提出了建议，包括改进球顶应用、减少 MEMS 结构内的材料不对称性，以及添加简单的光或温度传感器以进行注入检测。基于根本的因果关系，我们还指出了具有与 MEMS 麦克风相似特性的其他传感器中可能存在的漏洞，例如传统麦克风、超声波传感器和惯性传感器。
分析声悬浮对微重力环境对早期斑马鱼胚胎发展的影响
，但执行也很昂贵。因此，为模拟微重力并创建无容器和非接触空间环境的实验环境是一个紧迫的问题。声学驻波场（ASWF）悬浮的一种解决方案：1 - 4但是，在使用这样的ASWF创建所需的悬浮时，几乎没有关于该空间环境中生物安全关键问题评估的关键问题的报道。鉴于其在其他批准中看到的成功，例如材料制备，声音悬浮（AL）技术显示出在生命科学和生物学中应用的巨大潜力。5利用其非接触式和允许材料运输的特征，6-13该技术可以提供一个无壁，非接触式平台，以允许组装小零件，而不会从容器墙或样品持有人那里进行负面影响。已成功地执行了这种方法的实际应用，例如在药物载荷，诊断和人工启用中。14 - 16 Al Technology在据报道，在生物学研究中，还采用了包括鼠类胚胎干细胞，血细胞和小动物在内的活细胞，包括鼠类胚胎干细胞，血细胞和小动物。但是，迄今为止，关于
用于大鼠功能性脑成像的螺旋激光扫描光声显微镜
以及最近的临床研究。11 – 21 在 PAI 中，当纳秒激光照射组织时，发色团（例如氧合血红蛋白 (HbO 2 ) 和脱氧血红蛋白 (Hb)）会吸收能量并通过热弹效应产生光声波。1 , 22 – 25 产生的波由超声换能器检测并通过图像重建算法进行处理。PAI 以前曾用于在小型和大型动物模型中提供高分辨率脑血管结构和功能图像。26 – 28 高分辨率功能性脑成像系统可以解答许多神经科学问题。22 , 29 , 30 对于功能成像，PAI 依赖于与功能性磁共振成像相同的原理，通过对脑血流动力学波动（即氧需求变化）进行成像来间接捕获神经活动。已报道了许多将 PAI 用于功能性脑成像的应用。例如，Wang 等人。4 对大鼠脑在胡须刺激、高氧和缺氧反应下的脑血流动力学变化进行了成像；Nasiriavanaki 等人。22 , 31 开发了一种光声计算机断层扫描 (PACT) 系统来监测小鼠脑皮质静息状态功能连接；1 Kang 等人。对小鼠脑癫痫发作期间的神经元活动进行了成像； 32 Liao 等人33 对大鼠脑响应前爪电刺激的血流动力学变化进行了成像；Janggun 等人34 开发了一种功能性 PAI 系统来监测可卡因引起的大鼠脑区域激活。PAI 有两种主要实现方式：PACT 和光声显微镜 (PAM)，后者根据聚焦方式进一步分为两类，即声学分辨率-PAM 和光学分辨率 PAM (OR-PAM)。1 , 35 虽然 PACT 用于对较深区域较大血管的血流动力学参数进行成像， 4 , 22 , 36 – 39 PAM 用于对细小血管（即浅层毛细血管）进行成像。40 – 45 与脑内较大的血管相比，对毛细血管血流动力学变化的分析可以更详细地了解脑功能。OR-PAM 的早期版本使用 2D 振镜扫描仪，在约 2 分钟内提供直径约为 6 毫米的成像区域。46 通过结合更快的扫描硬件，例如微机电系统镜，第二代 OR-PAM 系统变得更快。例如，Yao 等人。47 开发了一种 OR-PAM 系统，能够在 37 秒内对 2.5 × 4 平方毫米的区域进行成像；Lan 等人。48
Marco-Jiménez，f。; Borrás-Pérez，S。； Garcia-Dominguez，X。; D Auria，G。； VicenteAntón，JS。； Marin，C。（2020）。宿主遗传学和精子微生物的作用
B瓦伦西亚生物力学研究所，瓦伦西亚理工大学，9-C建筑物，Camino de Vera，5 div>
经颅磁刺激刺激改善了空间记忆并调节阿尔茨海默氏病小鼠模型中海马神经振荡
神经薄缠结是与AD相关的病理过程（Yokoyama等，2022）。这些病理特征有可能破坏突触和神经元活性，从而导致各种大脑区域的网络异常（Casula等，2022; Luo等，2023; Pless等，2023）。在AD患者的大脑中，已经检测到了各种神经生理特征，包括Preduneus Cortex（Casula等，2023）中的过度兴奋性和小脑皮质可塑性机制的损害（Di Lorenzo等人，2020年）。这些异常的神经活动可能导致AD中的神经元网络功能障碍，从而导致认知障碍。海马是用于记忆编码，存储和检索的关键大脑区域，是AD病理学影响的最早区域之一（Gillespie等，2016; Caccavano等，2020）。研究人员在神经振荡中检测到与在AD患者和动物模型的海马区域中使用脑电图或局部领域（LFP）记录（LOUX和UHLHAAS，2014; MILLER等，2018; JAFARI; JAFARI; JAFARI和KOLB）的20220; JAFARI和KOLB的2020;进一步探讨了它们在AD病理学背景下的作用，这揭示了在AD治疗中进行干预的潜在机会（Chan等，2021； Traikapi和Konstantinou，2021）。海马含有重要的中间神经元人群，在驱动神经元同步中起着至关重要的作用（Da Crugz等，2020； He He等，2021）。γ振荡与动物和人类的记忆和认知有关，并且可能在各种频率范围内都存在功能区别（Moby和Colgin，2018年）。特定的，缓慢的γ振荡（25 Hz -50 Hz）被认为可以增强海马内的记忆检索过程（Zheng等，2016），随着涉及较高记忆需求的任务中的慢速伽马活性增加了（Rangel等人，2016年）。海马锋利波纹波（SWR）在支持记忆合并和重播中起着重要作用（Buzsaki，2015； Katsuki等，2022）。SWR的破坏会损害记忆性能（Aleman-Zapata等，2022），而通过光遗传学刺激延长SWR的持续时间可改善迷宫任务期间大鼠的记忆力（Fernández-Ruiz等人，2019年）。研究表明，海马γ振荡和AD中的SWR缺陷（Hollnagel等，2016; Klein等，2016; Witton等，2016; Benthem等，2020）。神经刺激是一种神经调节的方法，涉及将刺激（例如电气，磁性，光学和超声）传递到选定的大脑区域，以调节局部和网络范围内的神经元活性（Yuan等，2020）。经颅磁刺激刺激（TMA）是一种非侵入性工具的创新形式，可以使用低强度集中的超声刺激静态磁场内特定的大脑区域（Yuan and Chen，2016; Wang等，2019）。在2003年，诺顿提出了在静态磁场中使用超声刺激的想法（Norton，2003）。由脑组织内部超声引起的离子颗粒的运动将在静态磁场下形成洛伦兹力，而TMA允许磁性声音电场和超声波的联合作用（Wang等，2016； Yuan等，2016； Yuan等，2016）。值得注意的是，即使在深脑区域，TMA也可以为由于
转移单晶铋纳米薄膜中相干声学声子的量子限制
铋是一种新兴的量子材料，具有令人着迷的物理特性，例如半金属-半导体 (SM-SC) 跃迁 1-8 和拓扑绝缘态。9-12 分子束外延 (MBE) 生长技术的发展已经生产出高质量的 Bi 薄膜，其中过去五十年理论上预测的丰富物理特性可以通过实验实现。例子包括但不限于卓越的表面态自旋和谷特性、2,13 超导性、14 瞬态高对称相变 15 和非谐散射。16,17 此外，介电常数的负实部和较小的虚部的结合，以及强的带间跃迁，使其在带间等离子体中应用前景广阔。 18 尽管如此，单晶 Bi 纳米薄膜在实际器件中的应用仍然受到限制，因为它们只能在晶格匹配的衬底上生长，例如硅 (111)、19 BaF 2 (111)、20 和云母。21 最近，Walker 等人介绍了一种双悬臂梁断裂 8,22 和热释放胶带 23 技术，用于将大面积 MBE Bi 纳米薄膜从 Si (111) 干转移到任意衬底；他们还表明，转移薄膜的电学/光学/结构特性与原生薄膜相当。8,23 该技术可以研究 Bi 在任意衬底上的独特电子、声子和自旋电子特性，例如用于新兴器件的透明、柔性、磁性或拓扑绝缘衬底。大多数
补充材料“通过连续体系统中的布里鲁因散射的光声纠缠”
其中A P，A S和B AC分别对应于泵场，Stokes场和载波频率ωp，ωs，ωac的信封操作员。∂Opt（γ）和υAC（γ）表示光学和声学的群体速度（耗散速率）。g 0在单个量子水平上量化这三个领域之间的耦合强度。在以下讨论中，我们在不失去普遍性的情况下进行了真实和积极的[3]。ξp，ξs和ξAC代表这三个领域的langevin噪声，遵守以下统计属性