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量子霍尔界面中黑洞信息悖论的简单模拟
过去几十年来，黑洞信息悖论一直备受争议，但尚未得到完全解决。因此，人们希望在简单且可通过实验获得的系统中找到该悖论的类似物，这些系统的解决可能有助于解决这个长期存在的基本问题。在这里，我们识别并解决了 Halperin-331 和 Pfaf 态之间量子霍尔界面中明显的“信息悖论”。当 Abel 331 准粒子穿过界面进入非 Abel 普法夫态时，其伪自旋自由度携带的信息会被打乱，无法进行局部测量；从这个意义上说，普法夫区域是黑洞内部的类似物，而界面的作用类似于黑洞视界。我们证明，一旦“黑洞”蒸发，准粒子返回 331 区域，“丢失”的信息就会恢复，尽管是高度纠缠的形式。这种恢复可以通过这些准粒子所携带的熵的佩奇曲线来量化，这些准粒子是霍金辐射的类似物。
人类与移动应用界面交互时的注意力分配
摘要 随着智能手机的普及和移动应用程序的普及，人们，特别是年轻人，花越来越多的时间与智能手机上各种各样的应用程序进行交互。这引出了一个问题：人们在使用应用程序时如何分配注意力到界面上。为了解决这个问题，我们在本研究中设计了一个包含两个会话的实验（即会话1：浏览原始界面；会话2：浏览去除颜色和背景后的界面），并结合眼动追踪系统。在被试浏览应用程序界面时，用眼动追踪仪记录被试的注意注视时长。将智能手机的整个屏幕划分为四个均匀的区域以探究注视时长。结果显示，与其他区域相比，被试在会话中对左下方区域的总注视时长明显更长（1）在会话2中，被试在底部的总注视时长得以保留，但左侧和右侧之间没有显著差异。与总注视时长类似，首次注视时长也主要集中在界面的底部区域。此外，通过评估手机操作的熟悉度和准确性来量化手机使用技能，并研究其与注视时长的关系。我们发现，在会话 1 中，左下角区域的首次注视时长与智能手机操作水平呈显著负相关，但在会话 2 中，两者之间无显著相关性。根据比率探索的结果，在两个会话中，感兴趣区域之间的首次注视时长与总注视时长之比并没有显著差异。本研究的结果为浏览应用程序界面时的注意力分配提供了见解，并且对应用程序界面和广告的设计具有启发意义，因为可以根据注意力分配来优化布局，以最大限度地传递信息。
用于脑机接口的外延石墨烯非侵入性皮肤传感器
摘要 目的 . 脑机接口是开发免提、脑控设备的关键组件。脑电图 (EEG) 电极对于以非侵入性方式收集神经信号特别有吸引力。方法。在这里，我们探索使用在硅基碳化硅上生长的外延石墨烯 (EG) 来高灵敏度检测 EEG 信号。主要结果和意义。与商用干电极相比，这种干燥和非侵入性方法表现出显着改善的皮肤接触阻抗，以及卓越的稳健性，允许在高盐环境中长时间和重复使用。此外，我们报告了新观察到的 EG 电极表面调节现象。EG 与皮肤电解质的长时间接触使石墨烯的晶粒边界功能化，导致通过物理吸附形成薄薄的水表面膜，从而将其接触阻抗降低三倍以上。这种效果在高盐环境中尤为明显，也可以进一步定制为预处理，以提高 EG 传感器的性能和可靠性。
用于人类步态恢复的脑机接口
摘要 在这篇评论文章中，我们介绍了十多年来我们在开发脑机接口 (BCI) 系统方面的工作，该系统用于脊髓损伤 (SCI) 或中风等神经系统损伤后的行走恢复。这项工作的大部分都是在基于非侵入性脑电图的 BCI 领域，包括将我们的系统与虚拟现实环境和物理假肢连接起来。我们提供实时在线测试来证明健全受试者和 SCI 患者有目的地操作我们的 BCI 系统的能力。我们还介绍了这项工作的扩展，包括开发适合家庭使用的便携式低成本 BCI、我们为开发完全可植入的 BCI 以恢复 SCI 后的行走和腿部感觉而正在进行的努力，以及我们基于 BCI 的新型中风康复疗法。
高通道计数神经电信记录界面的新型换能器
神经电子与神经系统的接口是最先进的神经科学研究中必不可少的技术，旨在发现大脑的基本工作机制。朝着时空分辨率提高的进展与微电学技术和新型材料的进步紧密相关。这些技术向神经科学的翻译导致了多通道神经探针和采集系统，从而可以使用数千个通道记录大脑信号。本评论概述了最先进的神经电子技术，重点是录制站点体系结构，这使得可以实现可寻址阵列，以实现高通道计数的神经接口。在这一领域，积极的转导机制在新型材料方面变得越来越重要，因为它们促进了高密度可寻址阵列的实施。
生物引导的生物电接口工程
生物电界面连接各种长度尺度上的材料和生物系统，从亚细胞尺寸到组织和器官水平。近几十年来，界面的发展取得了显著增长。自 21 世纪初以来，该领域已从膜片钳、微电极阵列 (MEA) 和场效应晶体管 (FET) 发展到基于微创、超小型和生物相容性纳米材料的传感和调制技术 1–3 。到目前为止，研究一直在利用具有合理设备结构和高效制造方法的纳米级导电材料来开发神经科学、心血管疾病研究、微生物相关能源系统和许多其他不断扩展的领域的新应用 4–9 。半导体、碳、金属及其复合材料和氧化物是用于界面的材料，可催化深部脑刺激器、视网膜假体、植入式人工起搏器和微生物燃料电池的开发以及个性化医疗的探索取得重大进展 10–14 。这些发展增强了更好地理解细胞、组织和器官系统内和之间复杂的电生理生物过程的能力。
cybereye-new-eye-tracking-interfaces-for-assessment-and-...
摘要：全球脑项目中创新神经技术的出现加速了 BCI 的研究和临床应用，使其超越了感觉和运动功能。侵入式和非侵入式传感器都已开发出来，用于与思考、交流或记忆等认知功能进行交互。通过摄像头检测眼球运动为计算机接口提供了一种特别有吸引力的外部传感器，用于监控、评估和控制这些更高级的大脑功能，而无需从大脑获取信号。凝视位置和瞳孔扩张的特征可有效用于跟踪我们在健康心理过程中的注意力，实现意识障碍中的互动，甚至预测各种脑部疾病中的记忆表现。在这篇前瞻性文章中，我们提出了“CyberEye”一词，以涵盖眼球追踪界面在神经科学研究、临床实践和生物医学行业中的新兴认知应用。随着 CyberEye 技术的不断发展，我们预计 BCI 对大脑活动的依赖性会降低，侵入性会降低，从而更具适用性。
基于代码调制视觉诱发电位 (c-VEP) 的脑机接口：文献综述
摘要。目的。近年来，代码调制视觉诱发电位 (c-VEP) 已被视为能够提供非侵入式脑机接口 (BCI) 以实现可靠、高速通信的强大控制信号。它们在通信和控制方面的实用性反映在过去十年中相关文章的指数级增长中。本综述的目的是提供文献的全面概述，以了解自 c-VEP BCI 诞生 (1984 年) 至今 (2021 年) 以来的现有研究，并确定有希望的未来研究方向。方法。文献综述是根据系统评价和荟萃分析的首选报告项目 (PRISMA) 指南进行的。在评估期刊手稿、会议、书籍章节和非索引文档的资格后，共纳入 70 项研究。全面分析了基于 c-VEP 的 BCI 的主要特征和设计选择，包括刺激范式、信号处理、建模响应、应用等。主要结果。文献综述表明，最先进的基于 c-VEP 的 BCI 能够通过大量命令、高选择速度甚至无需校准来提供对系统的精确控制。总体而言，在实际设置中缺乏验证，尤其是针对残疾人群体的验证。未来的工作应侧重于开发应用于现实环境的自定进度的基于 c-VEP 的便携式 BCI，以利用 c-VEP 范式的独特优势。异步、无监督训练或代码优化等方面仍需要进一步研究和开发。意义。尽管基于 c-VEP 的 BCI 越来越受欢迎，但据我们所知，这是关于该主题的第一篇文献综述。除了联合讨论该领域的进展之外，还提出了一些未来的研究方向，以促进可靠的即插即用的基于 c-VEP 的 BCI 的开发。
长期柔性穿透神经界面：材料，...
1个国家主要实验室，上海微系统和信息技术研究所，中国科学院，上海，200050年，中国； 2中国科学院，北京100049，中国； 3上海科技大学物理科学技术学院，中国2011年，中国； 4中国科学院材料科学与光电工程中心，中国北京100049； 5 2020 X-LAB，上海微系统和信息技术研究所，中国科学院，上海，200050年，中国； 6上海脑科学与脑启发研究中心，中国上海2011年； 7中国科学院脑科学与智力技术卓越中心，上海2011年，中国
对乳腺癌和分子亚型的脑转移空间分布的定量表征
心脏内脑机构界面（BCIS）可以通过允许用户控制带有记录在大脑中的信号的效应器或辅助设备来恢复受重大瘫痪的人的功能。近年来，运动皮层中的心脏内植入物已用于灵长类动物和人类参与者的BCI控制（Ajiboye等人。2017; Bouton等。2016; Collinger等。2013; Hochberg等。2006; Santhanam等。 2006; Velliste等。 2008; Wodlinger等。 2014）。 最近，通过在体感皮质中刺激电极来添加体感觉反馈（Armenta Salas等人。 2018; Fifer等。 2020; Flesher等。 2016; Flesher等。 2019; Flesher等。 2021;休斯等人。 2020;休斯等人。 2020）。 鉴于心脏内BCI需要手术植入，因此必须在临床上可行多年才能稳定。 在人类和灵长类动物中都研究了这个问题，表明可以从汽车皮层中的电极可靠地记录信号，但设备没有失败，尽管有相当大的受试者间可变性，并且信号随着时间的流逝通常会降低（Bullard等人（Bullard等人） 2020; Chestek等。 2011;唐尼等。 2018;休斯等人。 2020;詹姆斯等人。 2013; Simeral等。 2011; Suner等。 2005）。2006; Santhanam等。2006; Velliste等。 2008; Wodlinger等。 2014）。 最近，通过在体感皮质中刺激电极来添加体感觉反馈（Armenta Salas等人。 2018; Fifer等。 2020; Flesher等。 2016; Flesher等。 2019; Flesher等。 2021;休斯等人。 2020;休斯等人。 2020）。 鉴于心脏内BCI需要手术植入，因此必须在临床上可行多年才能稳定。 在人类和灵长类动物中都研究了这个问题，表明可以从汽车皮层中的电极可靠地记录信号，但设备没有失败，尽管有相当大的受试者间可变性，并且信号随着时间的流逝通常会降低（Bullard等人（Bullard等人） 2020; Chestek等。 2011;唐尼等。 2018;休斯等人。 2020;詹姆斯等人。 2013; Simeral等。 2011; Suner等。 2005）。2006; Velliste等。2008; Wodlinger等。 2014）。 最近，通过在体感皮质中刺激电极来添加体感觉反馈（Armenta Salas等人。 2018; Fifer等。 2020; Flesher等。 2016; Flesher等。 2019; Flesher等。 2021;休斯等人。 2020;休斯等人。 2020）。 鉴于心脏内BCI需要手术植入，因此必须在临床上可行多年才能稳定。 在人类和灵长类动物中都研究了这个问题，表明可以从汽车皮层中的电极可靠地记录信号，但设备没有失败，尽管有相当大的受试者间可变性，并且信号随着时间的流逝通常会降低（Bullard等人（Bullard等人） 2020; Chestek等。 2011;唐尼等。 2018;休斯等人。 2020;詹姆斯等人。 2013; Simeral等。 2011; Suner等。 2005）。2008; Wodlinger等。2014）。最近，通过在体感皮质中刺激电极来添加体感觉反馈（Armenta Salas等人。2018; Fifer等。2020; Flesher等。2016; Flesher等。2019; Flesher等。2021;休斯等人。2020;休斯等人。2020）。鉴于心脏内BCI需要手术植入，因此必须在临床上可行多年才能稳定。在人类和灵长类动物中都研究了这个问题，表明可以从汽车皮层中的电极可靠地记录信号，但设备没有失败，尽管有相当大的受试者间可变性，并且信号随着时间的流逝通常会降低（Bullard等人（Bullard等人）2020; Chestek等。2011;唐尼等。2018;休斯等人。2020;詹姆斯等人。2013; Simeral等。2011; Suner等。2005）。2005）。