有人提出,皮质振荡通过神经同步机制在语音和音乐感知、注意力选择和工作记忆中发挥功能性作用。神经同步的一个常被忽视的特性是,它对持续振荡的调节作用比节奏刺激更持久。我们通过在被动感知范式中研究旋律刺激期间和之后皮质神经振荡来测试这种现象的存在。旋律由嵌入在 2.5 Hz 流中的 60 和 80 Hz 音调组成。通过对男性和女性的颅内和体表记录,我们发现,在响应音调时,整个皮质(远远超出了听觉区域)的高 c 波段都出现了持续的振荡活动。相比之下,在响应 2.5 Hz 流时,未观察到任何频带的持续活动。我们进一步表明,我们的数据可以通过阻尼谐振子模型很好地捕获,并且可以分为三类神经动力学,具有不同的阻尼特性和特征频率。该模型为人类皮层中听觉神经同步的频率选择性提供了机械和定量解释。
对于可穿戴传感器而言,能源效率至关重要,尤其是在设备不进行处理而是采集生物信号以供后续分析的阶段。本研究重点关注如何改善可穿戴设备在这些采集阶段的功耗,这是一个关键但经常被忽视的方面,它会严重影响设备的整体能耗,尤其是在低占空比应用中。我们的方法通过利用特定于应用的要求(例如,所需的信号配置文件)、平台特性(例如,时钟发生器的转换时间开销和电源门控功能)和模拟生物信号前端规格(例如,ADC 缓冲区大小)来优化功耗。我们改进了在低功耗空闲状态和活动状态之间切换以存储采集数据的策略,引入了一种为这些状态选择最佳频率的新方法。基于对超低功耗平台和不同生物医学应用的几个案例研究,我们的优化方法实现了显着的节能效果。例如,在 12 导联心跳分类任务中,与最先进的方法相比,我们的方法可将总能耗降低高达 58%。这项研究为频率优化提供了理论基础和实用见解,包括表征平台的功率和开销以进行优化。我们的研究结果显著提高了可穿戴设备采购阶段的能源效率,从而延长了其使用寿命。
频率选择表面 (FSS) 由周期性排列的一维或二维金属结构组成,由于其频率谐振特性而备受关注。FSS 可以根据其尺寸、形状、厚度和其他参数在特定频率范围内选择性地反射 (带阻) 或透射 (带通) 入射电磁波,这是 FSS 的识别特征。[1] 金属和介电材料结构被广泛用于设计太赫兹 FSS 或滤波器,因为它们具有高机械强度,有助于产生功能化设计。金属 FSS 可以通过反射或吸收电磁干扰来屏蔽,但是,制造所需结构的成本很高,并且正在被碳基材料取代,以获得高频电磁特性,具有合适的成本、重量轻、无腐蚀等特点。[2] 通常,碳基材料以 sp、sp 2 和 sp 3 键合,形成相互连接的碳-碳键的长链,从而产生不同的物理和电性能。 [3] 因此,这类材料可归类为半金属或非电介质材料(如石墨烯、石墨、碳纳米管、碳纳米纤维)[4,5],因此通过在磁场和电场中应用飞秒激光脉冲产生 THz 脉冲,其纳米复合材料可表现出 THz 光跃迁、光电特性和介电特性。[6–11] 由于存在非局域 π 键电子,这些碳基材料表现出优异的 EMI 屏蔽性能。自由移动的电子与电磁波相互作用,导致反射,在共振频率下具有最大回波损耗值。[12] 过多的电磁能量会损坏周围的电路并引起不必要的噪声脉冲。Liang 等人。报道了竹状短碳纤维@Fe3O4@酚醛树脂和蜂窝状短碳纤维@Fe3O4@FeO复合材料作为高性能电磁波吸收材料,在4-18 GHz范围内成功实现了反射损耗-10 dB。[13]然而,在文献中对碳基材料在THz范围内的表征仍然没有很好的解释,关于碳基材料FSS特性的报道很少。最近,一种利用3D打印制造的碳基FSS吸收器
在发育过程中,通过产生中间基底祖细胞的产生,直接或间接地从根尖祖细胞的时间调节序列中产生皮质神经元。这些主要祖细胞类型之间的平衡对于生产适当的神经元数量和类型至关重要,因此,破译控制这种平衡的细胞和分子提示很重要。在这里,我们解决了细胞周期调节剂Cdc25b磷酸酶在此过程中的作用。我们表明,在性别的性爱祖细胞中删除Cdc25b的发展小鼠新皮层,导致TBR1 1神经元的产生的短暂增加,而TBR2 1基础祖细胞的牺牲。这种表型与细胞周期的G 2相的延长相关,总细胞周期长度不受影响。在子宫电气和皮质切片培养物中,我们证明了TBR2 1基础祖细胞产生的缺陷需要与CDK1相互作用,这是因为Cdc25b突变体中G 2相延长。一起,这项研究确定了在皮质发育的早期阶段,在直接与间接神经发生中Cdc25b和G 2相长的新作用。
皮质振荡,以通过神经夹带的机制在语音和音乐感知,注意力选择和工作记忆中发挥功能作用。通常认为神经夹带的特性之一是,其对持续振荡的调节作用超过了节奏刺激。我们通过在被动感知范式中研究旋律刺激期间和表达旋律刺激期间和之后通过研究皮质神经振荡来测试了这种现象的存在。旋律由; 60 and; 80 Hz音调嵌入2.5 Hz流中。使用雄性和女性人类中的颅内和表面记录,我们揭示了高c条带的持续振荡活性,以响应整个皮质的音调,远远超出了听力区域。响应2.5 Hz流,在任何频带中均未观察到持续活动。我们进一步表明,我们的数据被阻尼的谐波振荡器模型很好地捕获,可以分为三类的神经动力学,具有独特的阻尼特性和特征性。该模型对人皮层中听觉神经夹带的频率选择性提供了一种机械和定量的解释。
人类的神经行为研究长期以来一直集中在任务重复执行期间本地活动水平的变化。后来发现扩展网络中的自发神经耦合也会影响性能。在这里,我们打算揭示基本机制,相对重要性以及自发耦合与任务诱导的激活之间的相互作用。为此,我们在休息期间记录了两组健康参与者(男性和女性),而他们执行了视觉感知或运动序列任务。我们证明,对于这两项任务,任务过程中更强大的作用以及通过自发的静止节奏预测性能的自发性节奏耦合。然而,高性能的人呈现出经典任务诱导的激活,而没有更强的自发网络耦合。激活是仅在自发网络相互作用较低的受试者中需要的补偿机制。这挑战了神经处理的经典模型,并要求采取新的策略来训练和提高性能。
最小化可编程逻辑器件和专用处理器微电子器件上离散信号频率选择数字算法硬件和软件实现的硬件成本[1]。这些任务可以而且应该通过最少算术乘法运算的级联数字滤波方法和不执行算术乘法运算的多频带数字滤波(MDF)方法来解决[2],[3],[4]。最少算术乘法运算的计算级联数字滤波算法可以基于幅频特性(AFC)具有对称性的NDF、基于Walsh NDF或基于齐次和三角数字滤波器来实现[5]。没有算术乘法运算的计算MDF算法可以而且应该在低位系数的NDF基础上、在低位系数的差分数字滤波器(DDF)基础上、或在整数系数的DDF基础上实现[6],[7]。对于采样周期为 T 的 MDF 复信号 {х(nТ)},使用低通数字滤波器 (LDF) 的此类算法,仅需在 𝑛ൌ0,1,2…𝑁െ1 处添加和移位其第 n 个时间样本即可执行信号的 N 点离散傅里叶变换 (DFT) [8]。本研究的目的是比较分析离散信号的频率选择数字方法,以构建其无需算法乘法运算的算法,并确定在不执行算术乘法运算的情况下将此类方法用于离散信号的多级 DFT 的必要和充分条件 [9],[10]。该研究使用了具有最少数量的算法乘法运算的级联数字滤波算法和不执行算法乘法运算的 MDF 的计算程序 [11],[12]。此类算法的比较分析结果以及硬件和软件建模已经证明并减少了硬件