1 中国科学技术大学第一附属医院放射科、合肥微尺度物质科学国家研究中心、中国科学技术大学生命科学学院、生命科学与医学分部,合肥,中国,2 香港城市大学社会与行为科学系,香港,中国,3 中国科学技术大学先进技术研究院脑疾病物理治疗应用技术中心,合肥,中国,4 加州理工学院人文与社会科学部,加利福尼亚州帕萨迪纳,美国,5 中国科学技术大学信息科学与技术学院生物医学工程中心,合肥,中国,6 卡迪夫大学视光学与视觉科学学院,英国,7 安徽医科大学生物医学工程学院,合肥,中国,8 华南师范大学心理学院,广州,9 上海市信息行为脑机智能重点实验室,商学院,上海外国语大学,上海,中国,10 复旦大学类脑智能科学与技术研究所,上海,中国,11 美国国立卫生研究院国家精神卫生研究所内部研究项目实验治疗学与病理生理学分部无创神经调节部门,美国贝塞斯达,12 马斯特里赫特大学心理学与神经科学学院认知神经科学系,荷兰马斯特里赫特,13 鲁汶天主教大学鲁汶脑研究所神经科学系 Exp ORL,比利时鲁汶,14 中国科学技术大学人文社会科学学院心理学系,合肥,中国,15 合肥综合国家科学中心健康与医学研究所,中国合肥
所谓的达布 III 振子是定义在具有非常量负曲率的径向对称空间上的精确可解的 N 维非线性振子。该振子可以解释为通常的 N 维谐振子的平滑(超)可积变形,其非负参数 λ 与底层空间的曲率直接相关。本文详细研究了达布 III 振子的量子版本的香农信息熵,并分析了熵和曲率之间的相互作用。具体而言,在 N 维情况下可以找到位置空间中香农熵的解析结果,并且在曲率 λ → 0 的极限下可以恢复 N 维谐振子量子态的已知结果。然而,达布 III 波函数的傅里叶变换无法以精确形式计算,从而阻碍了对动量空间中信息熵的解析研究。尽管如此,我们已经在一维和三维情况下对后者进行了数值计算,并且我们发现通过增加负曲率的绝对值(通过更大的 λ 参数),位置空间中的信息熵会增加,而在动量空间中的信息熵会变小。这个结果确实与这个量子非线性振荡器的波函数的扩散特性一致,这在图中得到了明确展示。位置和动量空间中的熵之和也根据曲率进行了分析:对于所有激发态,这种总熵都会随着 λ 的减小而减小,但对于基态,当 λ 消失时,总熵最小,相应的不确定性关系始终得到满足。© 2022 作者。由 Elsevier BV 出版这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)。
开发有效的工具和策略来缓解慢性疼痛是一项高度优先的科学和临床目标。特别是,与疼痛处理相关的大脑区域已被研究作为通过非侵入性脑刺激 (NIBS) 缓解疼痛的潜在目标。除了阐明疼痛与脑震荡活动之间的关系外,经颅交流电刺激 (tACS) 作为一种控制疼痛的可能技术,引起了科学界的关注,它能够非侵入性地调节脑震荡活动并调节脑震荡通信。本综述重点介绍通过操纵脑震荡活动使用 tACS 缓解疼痛及其潜在的临床应用。几项研究报告称,单个大脑上的 tACS 通过使慢性疼痛患者的异常脑震荡活动正常化来减轻疼痛。基于脑间同步来操纵脑间通信的人际 tACS 方法可能通过亲社会效应缓解疼痛。疼痛由时空神经通信编码,代表疼痛的认知、情绪情感和感觉运动方面的整合。因此,未来的研究应寻求将慢性疼痛中的病理性脑震荡通信确定为 tACS 的治疗目标。总之,tACS 可以有效地重建脑震荡活动并协助社交互动,并且可能有助于开发新的疼痛控制方法。
睡眠是促进大脑和身体健康的强大系统。研究表明,睡眠在清除有毒副产物 [ 1–3 ]、突触稳态 [ 4 ]、记忆巩固 [ 5–11 ]、代谢 [ 12 ]、心血管功能 [ 13–16 ] 和身体核心组织更新 [ 17 ] 等多种功能中发挥作用。特别是,非快速眼动 (NREM) 睡眠具有大振幅、低频慢波,被认为可以引导这些有益作用(例如,参见参考文献 18 中的综述)。慢波上行阶段反映神经元活动期,慢波下行阶段反映神经元沉默期 [19],从而协调丘脑皮质睡眠纺锤波和海马尖波涟漪之间的时间相互作用,这已被证明可以支持长期记忆保留 [20,21]。尽管如此,慢波是否是维持大脑和身体健康的不可或缺的驱动力,仍在很大程度上尚未得到探索。为了阐明慢波对大脑和身体功能的功能性作用,需要调节这些振荡。在过去的几年里,听觉刺激已经成为一种有前途的、非侵入性的、可行的方法,可以在深度睡眠期间选择性地调节慢波 [9,22–24]。然而,由于刺激方案多种多样,导致对行为结果的发现不一致(例如,参见参考文献25 中的综述),并且缺少对这些方法在选择性增强或减少慢波方面的有效性的比较。Ngo 等人[9] 首次报告,针对正在进行的慢波的上升阶段似乎对改善隔夜记忆巩固很重要。另一方面,下行阶段刺激则会干扰慢波以及陈述性记忆和运动记忆的巩固[9, 26]。然而,除了选择合适的听觉刺激目标阶段外,序列中的刺激数量也是可变的,例如,双音调刺激方案之后是后续刺激中断[9, 23],或窗口方法,其中听觉刺激仅在预定长度的 ON 窗口内呈现[7, 8, 22]。除了上述在一定程度上依赖于慢波相位和/或存在(闭环刺激)的程序外,完全开环听觉刺激也已被证明可以增强慢波[11,27]。需要考虑的另一个参数是刺激的音量以及刺激是通过耳机还是扬声器播放。此外,一些研究使用50至60 dB之间的固定音量[9,23,28],或30至60 dB之间的个体和/或自适应音量[10,11,22]。尽管已经应用了许多刺激方法,但听觉刺激仍处于起步阶段。因此,听觉刺激的全部潜力尚未得到充分挖掘,为此需要对其效果有更深入的了解。此外,目前尚不清楚听觉刺激效果是否在整个睡眠周期内保持稳定,以及刺激效果是否在几秒钟的刺激中保持不变。为了促进对听觉慢波调制的理解,我们在此提出了一种新方法,使用窗口 10 秒刺激开启(播放听觉刺激)然后 10 秒关闭(不播放听觉刺激)方法比较单个睡眠期间的不同听觉刺激条件。这种夜间设计消除了任何
提出了一种基于新型 VCII 有源元件 [1, 2] 的线性电压控制正交振荡器 (LVCQO) 实现方法,该元件与现成的模拟乘法器设备 [3] 适当耦合。此处的设计拓扑利用模拟乘法器设备,通过其直流控制电压 kV(k ≡乘法常数 = 1/直流伏)[3] 方便地调整电路极点频率。文献表明,近期文献 [4-19] 中提出了具有电子可调特性的此类振荡器设计,如表 I 所示;其中只有少数表现出线性可调特性。先前此类拓扑中的设计使用某些设备偏置电流 (I b ) 或设备跨导参数 (gm ) 或被动调谐 [20];因此,设计需要额外的电流处理电路,这会引起热 (VT ) 和静态耗散问题。提出的振荡器设计实现方法利用一对新型 VCII,它们由一对模拟乘法器适当调谐
*. 作者贡献相同摘要背景:丘脑底局部场电位 (LFP) 中的 β 波段活动与帕金森病 (PD) 症状严重程度相关,并且是自适应深部脑刺激 (aDBS) 的治疗目标和反馈信号。虽然 PD 患者临床相关的 β 波动在较短的时间尺度上和临床中得到了很好的描述,但在临床环境之外,尚不清楚 β 活动如何围绕昼夜周期演变。目的:表征接受连续高频 DBS 的 PD 患者 β 幅度的昼夜波动。方法:我们在高频 DBS 期间对植入 Percept DBS 设备的 PD 患者进行了丘脑底 β 功率的慢性记录(34±13 天),并分析了其昼夜特性。为了研究非频率特定效应和伪影的影响,我们比较了 β 与对侧 θ 幅度,并记录了各种运动过程中的 LFP。结果:β 功率具有很强的 24 小时周期性,一天中的时间解释了所有长期 β 功率记录中 41±9% 的方差(所有患者的 p<0.001)。对于所有患者,β 活动在白天较高,在夜间降低。β 活动不能完全由 theta 活动解释,并且可以显示独立的昼夜调节。运动伪影影响记录的 LFP,影响频带功率估计,并且可能导致某些患者的昼夜模式。结论:aDBS 需要适应 β 幅度的昼夜波动,以防止刺激不理想,尤其是在夜间。需要仔细筛选和/或减轻运动伪影,以确保信号适合自适应刺激或神经生理学研究。利益冲突声明 JJvR、LKF、JLB、VM 和 AS 无需声明。 AAK 声明她是波士顿科学公司和美敦力公司的顾问委员会成员,并曾获得波士顿科学公司、美敦力公司、Teva 公司和益普生公司的报酬。TD 拥有 Bioinduction Ltd 的股份,是 Cortec Neuro 和 Synchron 公司的顾问,并曾获得美敦力公司的报酬。
量子传感和量子信息处理利用量子优势(例如压缩态),以更高的精度对感兴趣的量进行编码并产生量子关联,从而超越传统方法。在谐振子中,产生压缩的速率由量子速度极限设定。因此,在实践中可以使用量子优势的程度受到创建状态所需的时间相对于不可避免的退相干速率的限制。或者,谐振子频率的突然变化将基态投射到压缩态,这可以绕过时间限制。在这里,我们通过光学晶格中原子的谐振频率的突然变化来创建原子运动的压缩态。基于此协议,我们展示了可用于检测运动的位移算子的快速量子放大。我们的结果可以加速量子门并实现嘈杂环境中的量子传感和量子信息处理。
我们基于时间分辨的光致发光光谱证明了实验结果,以确定INGAAS量子点(QDS)的振荡器强度和内部量子效率(IQE)。使用减少应变层,这些QD可用于制造电信O波段中发出的单光子源。通过确定在QD位置的光密度在QD的位置的变化下,在QD的位置确定辐射和非辐射衰减速率,以评估振荡器的强度和IQE。为此,我们对QD样品进行测量,以实现由受控的湿化学蚀刻过程实现的封顶层的不同厚度。从辐射和非辐射衰减速率的数字建模依赖于上限层厚度,我们确定长波长Ingaas QD的振荡器强度为24.6 6 3.2,高IQE(85 6 10)的高IQE(85 6 10)。
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