XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search Systeminterfaces
VR与脑电图相结合是脑机接口的前沿
Hongbian Li,1,9 Hyonyoung Shin,2,9 Luis Sentis,1 Ka-Chun Siu,3 Jose´ del R. Milla´n,2,4,5,6,* 和 Nanshu Lu 1,2,6,7,8,* 1 德克萨斯大学奥斯汀分校航空工程与工程力学系，德克萨斯州奥斯汀 78712，美国 2 Chandra Family 德克萨斯大学奥斯汀分校电气与计算机工程系，德克萨斯州奥斯汀 78712，美国 3 内布拉斯加大学医学中心联合健康职业学院物理治疗教育部，内布拉斯加州奥马哈 68198，美国 4 德克萨斯大学奥斯汀分校神经病学系，德克萨斯州奥斯汀 78712，美国 5 德克萨斯大学奥斯汀分校 Mulva 神经科学诊所，德克萨斯州奥斯汀 78712，美国 6奥斯汀，奥斯汀，TX 78712，美国 7 德克萨斯大学奥斯汀分校沃克机械工程系，奥斯汀，TX 78712，美国 8 德克萨斯大学奥斯汀分校德克萨斯材料研究所，奥斯汀，TX 78712，美国 9 这些作者贡献相同 *通信地址：jose.millan@austin.utexas.edu (JdRM)，nanshulu@utexas.edu (NL) https://doi.org/10.1016/j.device.2024.100425
脑机接口在医学领域的未来
全球范围内，人们都在竞相研发利用脑机接口 (BCI) 的医疗设备。迄今为止，人们的注意力主要集中在植入大脑并连接到计算机的传感器上，但这种植入物在医学上存在风险，而且价格昂贵。德克萨斯大学奥斯汀分校细胞与临床应用康复研究与工程项目联席主任 José del R. Millán 说，这意味着脑植入物可能永远只能惠及富裕的患者群体。Millán 表示，部分由于这些担忧，现在人们正在加紧研究非侵入式 BCI 设备。这些设备使用耳机和越来越多连接到患者头骨外部的非侵入式脑电图传感器。“最终，与侵入式设备相比，我们可以用非侵入式设备帮助更多的患者，”他说。为了证明自己的观点，Millán 在接受采访时戴上了一副厚框眼镜。 “想象一下，如果这些设备包含能够读取我的大脑信号并将其传输到计算机的微传感器，”他提出。“显然，这比通过手术将传感器植入我的大脑要简单得多。”米兰将非侵入式 BCI 概念化为大脑的“外骨骼”，将信息馈送到计算机，然后再反馈给用户的大脑。他说，这项技术受到脑电图信号分辨率远低于目前植入式传感器的分辨率的限制，这可能是“非侵入式 BCI 的一大限制”。然而，这种低分辨率可以通过尚未测试的传感器技术（如超声波和微波）以及基于人工智能的脑信号分析来提高，这可以使外部机器人设备
灵活电子的传输打印技术的进步：调整界面和促进多功能性
1时装和纺织品学校，香港理工大学，香港特殊行政区，中国人民共和国2种应用生物学和化学技术系，香港理工大学中国香港特殊行政区，中国人民共和国3个州主要的中国国际公共部长，高级国民总理，霍恩·普罗克（Hong kinnnic of Crupation） 4智能可穿戴系统研究所，香港理工大学，香港特殊行政区，中国人民共和国5智能能源研究所，香港理工大学，香港中国香港特殊行政区，中国人民共和国
脑机接口在元宇宙中的应用进展
近年来，随着虚拟宇宙研究重心向内容交换与社交转移，突破当前视听媒体交互的瓶颈成为当务之急，利用脑机接口进行感官模拟是其中一种解决方案。目前，脑机接口作为生理信号采集工具，在虚拟宇宙的各个领域都展现出不可替代的潜力。本研究探讨了虚拟宇宙中的生成艺术、虚拟宇宙医学中的严肃游戏医疗、虚拟宇宙虚拟社会中的表情合成等三个应用场景，并调研了现有的商业产品与专利（如MindWave Mobile、GVS、Galea等），类比了网络安全与神经安全、生物伦理与神经伦理的发展历程，讨论了脑机接口成熟与广泛应用后可能面临的挑战与问题，展望了未来脑机接口在虚拟宇宙中深度应用的多种可能性。
神经调节与脑机接口的融合
几十年来，植入式电神经调节系统一直是神经系统疾病患者临床护理流程的重要组成部分。深部脑刺激 (DBS) 和脊髓刺激系统在临床上的广泛应用为利用植入式神经刺激设备推进慢性设备神经调节研究提供了重要的技术途径。与疾病相关的电生理神经生物标志物（例如丘脑底核中的 β 波段振荡活动和发作间期癫痫样放电）的识别证明了通过自适应系统改善治疗的潜力。这带来了一个挑战：该领域需要人类使用的试验设备，将颅内传感能力与已建立的基于刺激的疗法相结合，形成一个慢性和植入式研究平台。为了应对这一挑战，早期的植入式研究工具是在现有临床神经调节设备的基础上开发的，并增加了扩展的硬件、固件和软件包，以支持利用传感增强治疗的研究。基于传感的神经调节设备的行为范围很广，可以从基于神经活动触发刺激（例如，NeuroPace 脑反应性神经刺激 (RNS) 系统在癫痫放电反应中触发刺激），到通过连续刺激调整来调节病理回路的闭环系统，以利用反馈原理将生物标志物保持在健康范围内（例如，使用 Medtronic Activa PC+S 和 Summit RC+S 系统研究的自适应 DBS (aDBS) 方法根据频谱带功率测量值调整刺激）。从 RNS 到 aDBS 的演变代表了神经技术的不断改进及其在大脑和设备之间创建实时双向接口的能力。这些技术进步为特发性震颤 1 、帕金森病 2 、癫痫 3 和图雷特综合症 4 等疾病带来了新的见解。许多此类研究需要与制造商签订研究协议，但最近，带有“标签上”脑感应功能的神经刺激器（如 Medtronic Percept PC）的商业化应用正在促进它们的研究用途。
可扩展且高度可调的导电氧化物界面
导电氧化物界面引起了广泛关注，这既是因为基础科学的原因，也是因为氧化物电子设备的潜力。这种设备技术成熟的一个重要差距是可扩展性和控制电子特性的途径，这可能会缩小设备工程空间。在这里，我们展示并解释了高度可调的导电氧化物界面的机制。我们使用可扩展且与行业兼容的原子层沉积 (ALD) 技术合成了非晶态-结晶态 Al 2 O 3 /SrTiO 3 界面。在 ALD 室中使用 NH 3 等离子体预处理，并将其持续时间用作电性能的调整参数，其中在室温下观察到三个数量级的薄层电阻跨度。对于导电性最强的样品，我们的结果与使用最先进的外延生长技术（例如脉冲激光沉积）制备的全晶态氧化物界面的最高载流子密度值相当。我们将导电性的起源确定为 NH 3 等离子体预处理引起的 SrTiO 3 还原引起的氧空位。这些结果提供了一种实现导电氧化物界面的简单、可扩展且与工业兼容的途径，具有广泛的参数空间，为氧化物器件工程提供了多功能且灵活的工具包。
生物传感器接口的石墨烯纳米纤维
近年来，新型二维（2D）材料的开发在推进生物传感器设备的医疗保健应用程序中起着关键作用，这是由于其独特的特性。1这些材料具有显着的属性，例如高表面与体积比，特殊的电导率和生物相容性。此外，它们的超薄性质允许与生物分子的有效相互作用，从而增强了检测各种生物标记物的灵敏度。2D材料的固有特性促进了高度敏感和选择性的生物传感器的发展，从而可以准确，快速检测与健康状况相关的生物标志物，从而对医疗保健诊断和监测产生了重大贡献。在为医疗保健应用提出的一系列技术中，电化学感知成为最有希望的，这主要是由于其成本效果，易于操作，高灵敏度，高灵敏度以及与服务点（POC）设备的兼容性。2这项技术已熟练地集成到可穿戴，便携式和可植入系统中。3，例如，基于单壁碳纳米管屏幕打印电极的电化学设备已成功用于单步监测SARS-COV-2 SPIKE蛋白。4
揭示了通过低温电子显微镜
液态液相分离（LLP）是在各种分子溶液中观察到的一种无处不在的分解现象，包括在聚合物和蛋白质溶液中。解散溶液会导致凝结，相分离的液滴，这些液滴表现出由瞬态分子间相互作用驱动的一系列类似液体类似的特性。了解这些冷凝物中的组织对于破译其材料特性和功能至关重要。这项研究使用改良的低温电子显微镜（Cryo-EM）方法探索了凝结物样品中不同的纳米级网络和界面。该方法涉及在电子显微镜网格上启动冷凝物形成，以控制相分离过程中的液滴大小和阶段。通过成像三个不同类别的冷凝物来证明该方法的多功能性。我们使用冷冻电子层析成像进一步研究了凝结物结构，该层造影提供3D重建，揭开多孔内部结构，独特的核心壳形态和纳米蛋白质冷凝物组织内的不均匀性。与干态透射电子显微镜的比较强调了保留冷凝水的水合结构以进行准确的结构分析的重要性。，我们通过进行粘度测量值支持蛋白质冷凝物的内部结构与其氨基酸序列和材料特性相关联，这些粘度测量支持更多的粘性冷凝水表现出较密集的内部组件。我们的发现有助于对纳米级冷凝物结构及其材料特性的全面理解。我们在这里的方法提供了一种多功能工具，用于探索各种相分离的系统及其纳米级结构，以供将来的研究。
底物对电气化石墨烯/水接口充电的效果
技术，3,4和神经形态离子化。5 - 7在这些应用中，石墨烯通常在透明的底物上支持，例如钙uoride（CAF 2）和二氧化硅（SIO 2）。8 - 10个在电位控制条件下底物支撑的晶状电极/水电电解质界面的分子细节至关重要，并且是理解这些系统机制的必不可少的先决条件，特别是在电极跨电极和电气双层（EDL）的机械机制（尤其是局部电气）。局部电气eLD显着影响界面的物理化学特性。例如，局部电动ELD可以修改电极 - 电解质相互作用，以改变反应动力学和电子传输11 - 17，并与电极/水溶液界面处的电荷存储密切相关。18,19因此，在石墨烯电极/水性电解质界面处的局部电子的知识对于其在电化学系统中的合理应用至关重要。越来越多的研究表明，石墨烯片不能将底物的表面电荷免受水解的水解状态，称为“润湿透明度”。20 - 22因此，底物的表面电荷极大地有助于局部电动ELD，并强烈影响EDL中的水和电解质离子的组织。10,20,23我们最近表明，由石墨烯电极上施加的电势引起的水解离会改变CAF 2支持的石墨烯电极附近的局部pH。自然排除了来自批量的信号。10通过单层石墨烯电极24 - 27在CAF 2表面诱导化学反应，从而改变了CAF 2底物的表面电荷。10,20,23这里出现的一个问题是这种化学反应引起的表面电荷变化是否是底物支持的石墨烯电极的普遍观察。在这里，我们使用界面水信号（C（C（2）），使用异差探测的总频率产生（HD-SFG）光谱探测SIO 2支持的透明烯电极/水晶电解质界面的充电。HD-SFG光谱是一种表面特定的技术，可选择性地探测界面上分子的分子振动。28,29重要的是，界面水的复合物C（2）信号不仅提供了界面结构和界面水的方向的见解，30,31，还提供了界面处的电荷。32,33，我们能够在电位控制的条件下直接探测界面的充电。除了HD-SFG测量值外，我们还使用拉曼光谱法独立地表征了石墨烯电极的电荷。将拉曼与HD-SFG结合在一起，使我们能够完全绘制SIO 2支持的石墨烯电极/水性电解质界面的电荷，并区分与石墨烯电极及其支持的底物对局部电气电气的支撑底物的不同贡献。此外，通过比较在SIO 2和CAF 2-支持的石墨烯电极表面上收集的数据，我们揭示了不同的底物对石墨烯和底物充电时的影响。Our approach allows us to obtain molecular details of the graphene electrode/aqueous electrolyte interface, including the reorganiza- tion of interfacial water molecules and charges of the interface, which are relevant for various technological applications of graphene such as water desalination, chemosensing, biosensing, energy storage and conversion, and neuromorphic iontronics.