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脑切片中扩散去极化的多尺度计算机建模
图 1：扩展的多尺度模型。组织尺度：脑切片中 36 · 10 3 个神经元（粉色圆圈）中的几个浸没在浴槽中；神经胶质细胞未明确建模，而是表示为每个 ECS 体素中的汇场。细胞尺度：每个神经元都有离子通道、2 个共交换器；Na + /K + 泵（星号表示 ATP/O 2 依赖性）离子在每个神经元内混合均匀（无细胞内扩散）。蛋白质尺度：表格（右）显示控制神经元和神经胶质细胞场中内在机制活动的物种。[离子] 尺度：离子根据菲克定律在 ECS 体素之间扩散，扩散系数见表 1。
使用数字图像处理技术在多个 T1 加权磁共振成像切片中进行脑提取
摘要 — 大脑是文献中多项研究的来源，主要是因为它对于预测和分析某些疾病或状况都很重要。从患者图像中提取大脑进行医学分析可能会提供有用的预后信息。为此，数字图像处理算法已应用于医学领域，重点是大脑的识别。这项工作提出了一个基于三个主要步骤的大脑提取框架：1）数据采集；2）预处理；3）最大连通分量提取。我们的数据是按照 OASIS 协议获取的。应用预处理步骤是为了增强对比度并消除 T1 加权 MRI 中的可能噪音。最大连通分量提取是通过首先检测图像中的最大元素（即大脑）然后通过数学形态学运算符提取它来执行的。无监督框架无需调整即可提取不同轴向切片中的大脑。这项工作的主要贡献是自动识别大脑。它使用不同脑切片中的大脑和数字处理算法。我们采用了五个指标来评估我们的结果：特异性、召回率、准确率、F 测量值和精确度。在我们的第一次实验中，两个指标的效率超过 90%（特异性和精确度），其中两个指标超过 80%（F 测量值和准确度），灵敏度超过 70%。我们的第二个实验将我们的工作与文献中的相关工作进行了比较，在灵敏度方面排名第 5，在特异性方面排名第 2
硅晶片中集成的双层金属螺线管 3D 用于动能收集器
摘要：研制了一种基于硅芯片的双层三维螺线管电磁动能收集器，可高效将低频（<100 Hz）振动能转化为电能。利用晶圆级微机电系统 (MEMS) 制造形成金属铸造模具，然后采用随后的铸造技术将熔融的 ZnAl 合金快速（几分钟内）填充到预先微加工的硅模中，在硅片中制作 300 匝螺线管线圈（内螺线管或外螺线管均为 150 匝），以便锯切成芯片。将圆柱形永磁体插入预蚀刻的通道中，以便在外部振动时滑动，该通道被螺线管包围。收集器芯片的尺寸小至 10.58 mm × 2.06 mm × 2.55 mm。螺线管的内阻约为 17.9 Ω。测得的最大峰峰值电压和平均功率输出分别为 120.4 mV 和 43.7 µ W 。电磁能量收集器的功率密度有很大的提高，为 786 µ W/cm 3 ，归一化功率密度为 98.3 µ W/cm 3 /g 。实验验证了电磁能量收集器能够通过步行、跑步和跳跃等各种人体运动来发电。晶圆级制造的芯片式螺线管电磁收集器在性能均匀、尺寸小和体积大的应用方面具有优势。
一种自动化的方法，用于改善整个小鼠脑切片中周细胞和小胶质细胞的定量
整个幻灯片扫描技术已使完整的组织部分产生了高分辨率图像。但是，常用的分析软件通常无法处理产生的大数据文件。在这里，我们提出了一种使用开源软件Qupath的方法来检测，对荧光标记的细胞（小胶质细胞和周细胞）在整个冠状脑组织切片中进行分类。分析了男性和雌性NG2DDSRED X CX 3 CR1 1 /GFP小鼠的全脑切片。在一系列检测参数中选择了感兴趣的小区域，并将手动计数与自动方法产生的计数进行比较。确定了检测细胞并将其分类为每个大脑区域中的小胶质细胞或周细胞的最佳参数，并应用于与整个体感和运动皮层相对应的注释，每个部分的海马，thalamus和下丘脑。3.74％的所有检测到的细胞被覆盖为周细胞；但是，丘脑（6.20％）的这一比例显着高于其他地区。相比之下，皮质中的小胶质细胞（占总细胞的4.51％）更丰富（5.54％）。男性和雌性小鼠之间没有差异。总而言之，Qupath为全扫描图像分析提供了一种用户友好的解决方案，这可能会导致健康和疾病的重要新发现。
暴露于渗透或代谢应激的脑切片中扩散去极化的比较分析
摘要背景：复发性扩散性去极化 (SD) 发生在卒中和创伤性脑损伤中，被认为是损伤进展的标志。活体大脑中与 SD 相关的条件很复杂，这促使研究人员研究活体大脑切片制剂中的 SD，但实验室之间的方法差异使综合数据解释变得复杂。在这里，我们对活体大脑切片中 SD 的演变进行了比较评估，这些切片响应选定的 SD 触发器并在各种培养基中，在其他标准化实验条件下进行。方法：制备大鼠活体冠状脑切片 (350 μm) (n = 51)。使用低渗培养基 (Na + 含量从 130 降至 60 mM，HM) 或氧-葡萄糖剥夺 (OGD) 来引起渗透性或缺血性挑战。用人工脑脊液 (aCSF) 灌注的脑切片作为对照。在对照条件下通过压力注射 KCl 或电刺激诱发 SD。通过皮层内玻璃毛细管电极记录局部场电位 (LFP)，或在白光照射下进行内在光信号成像以表征 SD。使用 TTC 和苏木精-伊红染色评估组织损伤。结果：严重渗透应激或 OGD 会引发自发性 SD。与 aCSF 中触发的 SD 相反，这些自发去极化的特点是复极不完全且持续时间延长。此外，HM 或 OGD 下的皮质 SD 会传播到整个皮质，偶尔会侵入纹状体，而 aCSF 中的 SD 在停止之前覆盖的皮质区域要小得多，并且从未扩散到纹状体。HM 中的 SD 显示出最大的幅度和最快的传播速度。最后，HM 中的自发性 SD 以及尤其是在 OGD 下的自发性 SD 之后会出现组织损伤。结论：虽然 Na + /K + ATP 酶的失效被认为会损害 OGD 相关 SD 的组织恢复，但组织肿胀相关的过度兴奋和星形胶质细胞缓冲能力的耗尽被认为会促进渗透应激下的 SD 进化。与 OGD 相比，在低渗透条件下传播的 SD 不是终点，但它与不可逆的组织损伤有关。需要进一步研究以了解 HM 中自发发生的 SD 进化与 OGD 下的 SD 进化之间的机制相似性或差异性。关键词：脑切片、脑缺血、扩散性去极化、渗透应激、氧葡萄糖剥夺
非线性 AlGaAs 芯片中光量子态的产生：工程与应用
量子技术让我们能够利用量子力学定律来完成通信、计算、模拟、传感和计量等任务。随着第二次量子革命的进行，我们期望看到第一批新型量子设备凭借其优越的性能取代传统设备。人们强烈要求将量子技术从基础研究转变为可广泛使用的标准。量子通信通过量子密钥分发保证了绝对安全的未来；量子模拟器和计算机可以在几秒钟内完成计算，而世界上最强大的超级计算机则需要几十年的时间；量子技术使先进的医学成像技术成为可能。还可能会出现我们目前无法预料的进一步应用。全球市场已经意识到量子技术的巨大潜力。作为该领域的先驱，Menlo Systems 为这些新挑战提供了商业解决方案。光子学和量子物理学之间的联系是显而易见的。量子模拟和计算使用冷原子和离子作为量子比特，世界各地的实验室都在此类实验中使用光学频率梳和超稳定激光器。量子通信通常依赖于单光子，这些光子由近红外 (-IR) 光谱范围内精确同步的飞秒激光脉冲产生。量子传感和计量需要频率梳和激光技术具有最高的稳定性和准确性。值得一提的是，光学原子钟正在取代国际单位制 (SI) 中秒的当前定义。
对爆炸碎片中粉末因子的预测和评估的回顾
粉末因子可以定义为打破岩石单位体积或吨（t）所需的爆炸物数量（kg）。通过爆破岩石的前景的特征是爆炸物的特定消费。在过去的几十年中，研究人员提出了几种精确的方法，以预测爆炸操作中的粉末因子或特定电荷，而不是通过试验爆炸。该领域的研究集中在岩体质量特性，爆破材料和爆破几何形状之间的关系上，以建立粉末因子。同样，已经研究了在洞穴理论中体现的特定能量和粒径之间的相互作用，而粒径较少依赖于当地条件。在本文中，已经审查了基于经验和洞穴理论建模的粉末因子估计方法，以及在表面基准爆破和地下隧道操作中的机器学习方法。还讨论了完整岩石特性对粉末因子分配的影响以及粉末因子选择对爆破后条件的影响。最后，在这方面指出了粉末因子估计中遇到的常见挑战。
标题：下丘脑大脑切片中的多元素阵列记录运行的头部：穿孔的多电极阵列记录作者
标题：下丘脑脑切片中的多峰阵列记录跑步头：穿孔多电极阵列记录作者：Mino D. C. Belle 1,2，BeatrizBaño-Otalora 1和Hugh D.Piggins 1
量子力学的类图片中经典和量子状态的演变
ErwinSchrödinger与爱因斯坦（Einstein）分享了关于原子过程研究中发现的法律的含义的极大困惑。在他们的Gedankenexperiment [1]中，爱因斯坦，Podolski和Rosen显示了“物理现实的要素”与量子力学中的分离性和独立性的概念之间的相互关系（请参阅最近对这种情况的最新分析[2]）。schrödinger在一系列涉及宏观身体（猫）和量子系统[3]的著名实验的一系列反映中表明了他的困惑，他在其中争论了“常识”之间的冲突，而我们现在将我们称为猫和一些放射性材料之间的纠缠状态。纠缠状态的实验结构通常不是一个琐碎的问题，这就是为什么在被称为“资源理论”的现代理论中被认为是宝贵的资源[4]。在本文中，我们将解决一个问题，该问题强调了先前的一些讨论，其中包括确定是否从由经典和量子部分组成的复合系统开始，并且在可分离状态下，可以通过系统的单一进化来构建纠缠状态。在von Neumann代数理论的背景下，Raggio的定理[5]清楚地表明，这是不可能的，在这种情况下，在这种情况下，经典系统由其可观察的代数描述，这是Abelian von Neumann代数。
MoS2 原子片中单缺陷忆阻器的观察
非挥发性电阻开关，也称为忆阻器 1 效应，即电场改变双端器件的电阻状态，已成为高密度信息存储、计算和可重构系统 2 – 9 开发中的一个重要概念。过去十年，非挥发性电阻开关材料（如金属氧化物和固体电解质）取得了实质性进展。长期以来，人们认为漏电流会阻止在纳米薄绝缘层中观察到这种现象。然而，最近在过渡金属二硫属化物 10, 11 和六方氮化硼 12 夹层结构（也称为原子阻断器）的二维单分子层中发现的非挥发性电阻开关推翻了这种观点，并由于尺寸缩放的好处增加了一个新的材料维度 10, 13。我们在此以单层 MoS 2 为模型系统，阐明了原子片中切换机制的起源。原子成像和光谱表明，金属取代硫空位会导致电阻发生非挥发性变化，这得到了缺陷结构和电子状态计算研究的证实。这些发现提供了对非挥发性切换的原子理解，并开辟了精确缺陷工程的新方向，精确到单个缺陷，朝着实现最小的忆阻器的方向发展，以应用于超密集存储器、神经形态计算和射频通信系统 2、3、11。通过结合扫描隧道显微镜/扫描隧道光谱 (STM/STS) 和局部传输研究，我们观察到硫空位（MoS 2 单层中的主要缺陷）在其天然形式下不起低电阻路径的作用，这与金属氧化物存储器中氧空位的影响形成鲜明对比。 然而，从底部或顶部电极迁移的金属离子（例如金离子）可以取代硫空位，产生导电的局部态密度 (LDOS)，从而驱动原子片进入低阻状态。 在反向电场下去除金原子后，缺陷恢复其初始空位结构，系统返回到高阻状态。 这种导电点切换机制类似于在原子级上形成导电桥存储器 14。然而，它本质上是不同的，也是独一无二的，因为单个金属离子填充了晶格中的单个空位，而不是通过高度无序的材料形成金属桥。我们发现硫空位在 2 纳米间距处稳定，导致忆阻器密度约为每 1 个单位