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神经接口技术的材料化学和三维系统的最新进展
摘要：材料化学和工程的进步为多功能神经接口奠定了基础，这些接口涵盖从单个神经元到神经网络、神经组织和完整神经系统的长度尺度。这些技术利用传感和神经调节中的电气、电化学、光学和/或药理学模式进行神经科学研究的基础研究，并有可能作为监测和治疗神经退行性疾病以及康复患者的途径。本综述总结了化学在这一研究领域的重要作用，重点介绍了最近发表的结果和发展趋势。重点是使材料能够用于各种设备构造，包括它们在通过 3D 打印、自折叠和机械引导组装形成的 3D 生物电子框架中的最新应用。结论部分强调了关键挑战和未来方向。
产电细菌有望为供电、传感和合成带来新机遇
微生物电化学反应可用于合成高附加值化学品和固定CO2等。[7–9] 双向电子转移通过直接电子转移、纳米线转移和穿梭转移等多种自适应途径发生，表明电子转移效率是影响微生物电化学活性的关键因素。[2,5,10] 随着外电极可以有效地作为电子受体或供体被发现，人们对细菌与电极之间双向电子交换的深入探索已经在各种生物电化学系统中创造了新技术，例如微生物燃料电池（MFC）、微生物电解电池（MEC）、微生物海水淡化电池（MDC）和微生物电合成（MES））。 [1,11] 利用生物电化学系统，产电细菌可以革命性地从有机废物中产生可再生生物电，合成高价值化学品和生物燃料，或执行许多其他对环境重要的功能，如生物修复、海水淡化和生物传感。特别是，MFC 中细菌细胞外电子转移 (EET) 过程的利用已引起广泛关注，可替代我们已有 100 年历史的能源密集型有氧技术，成为废水处理方法的替代品。[12–14] 虽然许多可再生、碳中性的能源，如风能、太阳能、地热能和核能，已经开始取代化石燃料，以紧急缓解能源危机和全球变暖，但 MFC 可以更有效地产生清洁电力，同时去除废水中的污染物。为了解决这些紧迫的社会问题，人们对MFC进行了大量且持续的研究，主要集中在大规模系统的开发和运行上。[12,15] 扩大MFC的规模对于应对迫在眉睫的能源-气候危机至关重要。尽管过去几十年来MFC取得了长足的发展和性能提升，但其规模化和商业化仍然难以实现。[12–16] 最关键的挑战是其性能极低，且性能不会随着尺寸的增大而成比例提高。[16–19] 许多研究已经探索了通过纳米技术、细菌基因工程和材料创新来提高MFC性能的方法。[13,20,21] 然而，它们能否经济高效且稳健地集成到大规模应用中还值得怀疑。尽管模块化堆叠
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摘要。认知障碍是需要创建可靠的诊断和矫正工具的最常见的神经系统疾病类型。随着有效药物的开发，近年来，一系列研究一直在积极发展，其中各种非侵入性脑刺激的方法以及来自当前人的当前生理参数的反馈，主要来自电脑（EEG）的节奏组成部分（EEG）（EEG）（EEG），成功地用于诊断和正确的认知能力。提出的工作的目的是分析最新出版物，考虑这一研究线的成就，并突出其进一步发展的最有希望的方向。使用经颅磁和电刺激以及感觉类型的刺激（声学，光学和视听刺激）的研究，其中考虑了根据患者自身生物电性过程的反馈信号进行非侵入性刺激。由作者纠正各种认知障碍而开发的EEG引导的轻型刺激的优势是策划的。关键字：认知障碍，校正，非侵入性脑刺激，经颅磁和电刺激，感觉刺激，反馈，脑电图（EEG），EEG引导的光音乐刺激。
MP系统硬件指南
Biopac Systems，Inc。仪器专为教育和研究的生活科学调查而设计。Biopac Systems，Inc。不容忍将其工具用于临床医疗应用。Biopac Systems，Inc。提供的仪器，组件和配件并非用于诊断，缓解，治疗，治愈或预防疾病。MP数据采集单元是一种用于生物物理测量的电隔离数据采集系统。在使用电极并进行生物电测量时，请极大谨慎，同时将硬件与其他外部设备一起使用，这些设备也使用电极或换能器，这些设备或传感器可能与该受试者进行电气接触。始终假设电流可以在任何电极或电接触点之间流动。对受试者进行一般刺激（电或其他方式）时也需要极大的谨慎。不应允许刺激电流通过心脏。保持刺激电极远离心脏，并靠近受试者身体的同一侧。非常重要（如果设备故障），不允许大量电流通过心脏。如果使用电动或除颤设备，建议将所有Biopac Systems，Inc。与受试者断开连接。
文章 物理损伤后体外神经元网络的动态和功能变化：概念证明
摘要：人们越来越关注将生物神经网络与电子神经网络相结合的技术，特别是用于生物计算、人机接口和机器人植入。这些技术发展面临的一个主要挑战是生物网络对物理损伤的恢复能力，例如在恶劣环境中使用时。为了解决这个问题，我们研究了啮齿动物体外培养的皮质网络在受到物理损伤后动态和功能的变化，这种损伤要么是依次移除信息流中心的神经元群，要么是将网络切成两半。在这两种情况下，我们都观察到神经元培养物具有非凡的应对损伤的能力，保持其活性，甚至重建丢失的通信通路。我们还观察到——尤其是对于切成两半的培养物——受损区域周围的健康神经元库可以通过提供刺激和跨断开区域通信桥梁来增强恢复能力。我们的研究结果表明，神经元培养物具有非凡的维持和恢复损伤的能力，可能对未来混合生物电子系统的发展有所启发。
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。
对表面肌电图（SEMG）的批判性评估是医学和运动机能学主题和临床工具
最初讨论了ECG，EEG和EMG等生物电信号的知识的特征和状态。这是探索学业覆盖率的基础，并了解过去60年左右的各自生物电信号亚型的临床接受程度。审查进一步讨论表面EMG（SEMG）。在与SEMG相关的教学和学术培训方面的领域状况，并在医学和运动学的多个领域中接受了临床接受，包括神经病学，心理学，精神病学，物理医学，物理医学和康复，生物力学，生物力学以及运动控制以及运动控制。随后提供了对SEMG信号测量及其解释和使用的临床实用性的现实概述，以及对其发展的观点。主要重点是克罗地亚领域的状态。EMG信号被视为“窗口”，成为神经肌肉系统的功能，神经肌肉系统是一个复杂且分层组织的系统，可控制人体姿势和体重运动。可以消除这些信号的检测和测量的新技术和技术手段，只要能够消除当前的科学，教育和财务障碍，就可以增加临床接受。
以色列理工学院行业指南
108 生物医学工程 109 单分子生物物理学与纳米生物技术 109 干细胞组织工程实验室 109 神经接口工程实验室 109 分子心脏病学实验室 110 组织工程与生物材料实验室 110 生物医学光学实验室 110 超声波与细胞和组织相互作用的生物力学 110 医学成像实验室 110 以色列理工学院生物流体实验室 111 癌症和伤口的机械生物学 111 心血管纳米医学工程 111 合成生物学与生物电子学实验室 111 生物能量学和生物电系统 112 纳米生物光学实验室 112 超声信号和图像处理与建模实验室 112 生物材料 113 器官、组织和细胞力学与功能实验室 113 Rina 和 Avner Schneur 糖尿病研究中心114 以色列理工学院国家先进脑成像基础设施中心 (TELEM)
夏季科学学院
用电力（化学和生物化学）更改颜色：正在为从生物电子学到电致（变色）显示的电子应用开发导电聚合物。教师在概念上引入了聚合物，并讨论了如何设计其化学结构以创建新材料特性，包括电荷传导。受到导致2000年诺贝尔化学奖的指导聚合物的启发，学生使用D电池进行电化学的电导聚合物膜合成，从而创建了电色素显示。此后，学生建立了一个简单的2型电池电路，以在聚合物膜上施加不同的电势，从而导致氧化还原化学反应，导致显示器的几种颜色（无色，绿色和蓝色）。讨论了颜色的光学起源以及光吸收对聚合物化学结构的差异敏感。我们以吸光度光谱实验的演示结束了该模块，在该演示中，随着膜的颜色在应用不同的电势时变化，聚合物的吸光度光谱会实时演变。
使用内存函数形式主义在寻找...
摘要 - 数据科学在生物医学和生理时间序列和空间图的分析中的使用允许提取有关生物体整体和单个器官的动态状态和功能的可靠信息。在本文中，基于记忆函数形式主义，这是统计物理学的方法之一，我们分析了人脑和人类神经肌肉系统的生物电活动的信号。我们从对人类信号中揭示的全球模式的研究进行过渡到对时间动态各个部分的分析。基于局部特征和参数（功率谱和统计记忆度量的时间窗口绘图），我们建立了周期性模式和动态模式相关性的变化。在时间序列分析的情况下，各种定位过程扮演着“统计显微镜”的作用，该过程捕获信号详细信息或反映对象的局部结构的特征。在记忆功能形式主义框架内引入的广义和局部参数被证明可用于寻找心脏病学，神经生理学，流行病学以及研究人类感觉运动和运动活性的诊断标准。