大鼠脑缺血损伤后脑水肿的实验研究

探讨局灶性脑缺血损伤后脑水肿的变化及机制。SD大鼠随机分为正常组、假手术组、缺血时程组(2h、4h、8h、15h、30h共5组,均为n=4),采用线栓法制备大鼠局灶性脑缺血模型,各时间点断头取脑,测定脑组织含水量。正常组和假手术组含水量无显著性差异,缺血2h含水量开始增高,至缺血8h达到高峰(p<0.05),之后逐渐降低。局灶性脑缺血损伤后2h即有脑水肿表现,其水肿程度逐渐增高,缺血8h最为严重。     

基于金属应变计的便携式血管阻断拉力仪

在生物、医学研究采用两血管阻断法(2-VO)建立脑缺血模型过程中,由于对动脉的非量化结扎,导致模型建立的重复性较差,组内个体差异较大且死亡率较高.本文以金属应变计为核心元件设计了血管阻断拉力仪,实现对结扎力的量化检测.从体外、体内两个层面以及体内的细胞分子水平、组织器官水平和整体水平进行生物学实验验证.结果表明:该拉力仪线性度、灵敏度受金属应变计基底参数、胶接工艺、电路参数、外观结构等因素影响;与非仪器结扎组比较,脑缺血模型动物死亡率降低了42.22%.实验动物脑血流量下降程度与结扎力递增呈对应关系;海马组织苏木素-伊红(HE)染色后光镜检测发现神经元排列松散,神经元数量减少乃至消失,神经元胞浆染色变淡及齿状回出现神经元固缩.不同结扎力组间比较显示,1.5 N组内大鼠海马组织形态个体差异最小;Morris水迷宫结果显示,与假手术组比,1.5 N结扎组、2.5 N结扎组大鼠逃避潜伏期显著增加(P0.05),且1.5 N结扎组大鼠站台穿越次数显著下降(P0.05),出现了明显的学习记忆障碍.证伪了实验室前期实验中2-VO大鼠结扎力越大,结扎效果越佳的理论.得出结扎力标准偏差越小结扎效果越好,且结扎力量化可控的结论.该血管阻断拉力仪应用于医药学基础实验研究具有重要意义.     

小量程大行程压杆检测系统及在脑-机接口的应用

为准确采集大鼠前肢运动压力值,以便于分析大鼠大脑初级运动皮层神经元信号与其相关运动感知的关系,通过理论计算,采用金属箔式全桥差动电桥测量原理和杠杆原理,设计了大鼠用微小量程、较大行程测力传感器,采用高精度外设部件互连标准（PCI)信号采集与控制输出模块,设计了大鼠实验压杆检测系统,能很好的实现大鼠前肢动作奖赏控制.实验结果表明：与现有的测力传感器相比,克服了其在测量精度、量程等方面的局限性;压杆检测系统能够实时在线记录大鼠前肢运动压力值及显示相关参数,且系统采集数据准确度和精度较高,该检测系统使得小型动物运动感知研究的脑-机接口信号检测能力显著提高.     

大鼠嗅觉区脑电信号检测与处理技术研究

设计一种大鼠嗅觉诱发电位的脑电信号（Electroencephalogram,EEG）采集和处理系统,系统可以对受到嗅觉刺激时的大鼠诱发脑电信号进行处理和分析.系统的检测电极置于大鼠大脑的嗅前核区和海马区,信号采集预处理电路包括前级信号放大器、高通滤波器、低通滤波器、可变增益信号放大器、50Hz陷波器等.系统控制模块采用MSP430低功耗芯片,采用nRF24L01无线通信模块将采集到的信号传给上位机,然后上位机程序对大鼠的嗅觉诱发信号进行处理、分析、显示.实验表明,系统能够较好的获取大鼠嗅觉诱发脑电信号.数据处理结果显示,有刺激时的脑电信号和无刺激时的脑电信号相比,信号幅值增大、复杂度降低.所以此系统可用于对爆炸物的探测.     

肾下腹主动脉移植骨髓间充质干细胞治疗脊髓缺血再灌注损伤大鼠模型的建立

干细胞移植是治疗脊髓损伤的研究热点和重要方向,目前移植途径多为局部注射和静脉注射.本研究在建立大鼠脊髓缺血再灌注损伤(SCIRI)改良模型基础上,经肾下腹主动脉向缺血节段脊髓分别输注不同数量Hochest 33342标记的骨髓间充质干细胞(BMSCs)悬液.采用BBB评分观察大鼠后肢功能变化,镜下观察BMSCs体内分布情况.结果显示,移植100万和200万细胞数组L2脊髓内荧光细胞分布率和术后6d、12d BBB评分显著高于50万细胞数组和培养基输注组.以上结果说明经肾下腹主动脉输注的BMSCs能够在缺血再灌注损伤脊髓内存活并促进脊髓功能恢复,最佳移植细胞数为每只大鼠推注100万细胞.     

一种基于l1范数的欠定盲源分离算法

提出了一种基于两步法的欠定盲源分离新算法.在混叠矩阵估计阶段,采用基于势函数的聚类方法,在源信号恢复阶段,提出一种快速的稀疏信号重构算法.系统方程As(t)=x(t)的任一解,由它的一个特解与其相对应的齐次线性方程组的一组基的线性组合之和表示,从而使原来直接估计有n个独立变量的源信号s(t)转化为估计只有n-m个独立变量的系数向量z.再借助稀疏表示实现盲源信号的分离.仿真实验验证了新算法容易实现,分离速度快,能够很好地满足盲分离对速度的要求.     

关于在限带噪声干扰中弱确知信号的检测

任何物理可实现的干扰,如天电干扰、电子对抗中的有源干扰,当ω→∞时,其频谱Y_n(ω)至少以1/ω~2的速度趋于零。因此,根据瞬态检测理论,对于可测知基带信号E(t)=S(t) y(t)来说,就可以建立一个与被测信号S(t)无关的干扰微分方程,再利用被测信号的因果关系,进而可以求得所需的初值,使该干扰微分方程具有唯一解,其误差为O(h~n)。因此,若所选被测信号适当,则由此而被恢复的信号S=E(t)-y的误差至少为O(h)。故当h→0~ 时,被测信号S(t)就可以被恢复。所以,它对无线电制控和通信的抗干扰,例如对无线电制导火箭的抗干扰,是很有益处的。     

顺铂增强携带IL-24基因的双调控溶瘤腺病毒对结肠癌细胞株的杀伤作用

研究端粒酶逆转录酶启动子hTERT启动子和缺氧反应元件HRE双调控的溶瘤腺病毒SG500-IL24联合化疗药物时人结肠癌细胞株的体外杀伤作用.采用MTT法检测病毒联合化疗对结肠癌细胞株HCT-116、SW620以及人正常细胞株L02增殖的抑制作用;利用Hoechst 33342染色对病毒一化疗疗法诱导的HTT-116细胞凋亡进行形态学观察;通过Western blot检测病毒-化疗疗法诱导的HCT-116细胞凋亡信号通路的变化.结果表明SG500-IL24或不携带外源基因的SG500联合低剂量的顺铂后,其对结肠癌细胞株HCT-116、SW620的杀伤作用显著提高(p<0.05);相同条件下对人正常细胞株L02无明显抑制作用.通过Western blot对联合疗法作用机制的初步探索表明,联合疗法增强caspase依赖性细胞凋亡通路的信号.     

BI-1通过抑制内质网应激诱导的细胞凋亡减轻蛛网膜下腔出血后的早期脑损伤

探讨慢病毒介导BI-1过表达对蛛网膜下腔出血(SAH)后早期脑损伤(EBI)过程中细胞凋亡的影响.BI-1过表达慢病毒溶液侧脑注射后,采用血管内穿刺法建立SAH后EBI大鼠模型.于造模后不同时间点对大鼠进行神经行为学评估.于造模后24h,检测大鼠脑含水量,HE染色观察海马神经元组织形态学变化,TUNEL染色观察海马组织神经元细胞凋亡情况,Western blot检测BI-1蛋白以及内质网应激相关蛋白CHOP、GRP78和Caspase-12的表达情况.实验结果表明,BI-1过表达可减轻SAH后大鼠神经功能障碍、脑水肿程度和神经元细胞的损伤;TUNEL染色结果显示,BI-1过表达可抑制SAH后大鼠神经元细胞的凋亡;Western blot结果表明,SAH可激活内质网应激相关蛋白CHOP、GRP78和Caspase-12的表达,而BI-1过表达却又抑制了SAH后内质网应激相关蛋白的激活.因此,BI-1过表达可通过抑制内质网应激诱导的神经元细胞凋亡,从而减轻蛛网膜下腔出血后的早期脑损伤.     

MAPK信号通路及内质网应激对心肌缺血再灌注损伤的影响

从MAPK信号通路及内质网应激方面验证心肌缺血再灌注损伤机制.采用PowerLab型Langendorff离体心脏灌流系统建立实验树鼩心肌缺血再灌注模型.将40只树鼩随机分为3组,分别为空白对照组、缺血模型组和缺血再灌注模型组,并保证每组试验成功10只.将空白对照组持续灌注60 min,缺血模型组灌注稳定后停灌30 min,再灌注模型组,停灌30 min后复灌30 min,各组灌注液均为K-H溶液.灌注结束后,采用Tunel法检测细胞凋亡率,Western blot测定Bcl-2、Bax、P-P38、p-JNK-1、P-ERK、GRP78、CHOP-1蛋白表达量.缺血模型组、再灌注模型组的细胞凋亡率及BAX蛋白表达量升高明显,其中再灌注模型组最显著;凋亡蛋白BCL-2的相对表达量在再灌注组显著下调,缺血模型组次之,而在对照组表达量最高.相较于空白对照组及缺血模型组,再灌注模型组中磷酸化P38、JNK、ERK蛋白表达量最高,且内质网应激蛋白GRP78和CHOP-1表达量也显著升高,以上结果均具有统计学意义.细胞通过启动MAPK信号通路,激活内质网应激系统,加速细胞凋亡,引起心肌缺血再灌注...     

EAST装置多道极向相关反射仪诊断

在先进实验超导托卡马克(experimental advanced superconducting Tokamak,EAST)装置上研制多道极向相关反射仪诊断,使系统可同时测量8(径向)×2(极向)个位置的电子密度涨落.该系统选用8个固定输出频率(12.5、13.5、14.5、15.0、15.5、16.0、17.0和18.0 GHz)的介质振荡器作为信号源,源输出的信号通过4倍频器倍频至V波段,通过多个3 d B定向耦合器耦合成一路,入射波通过一个20 d B定向耦合器分为2路,其中,主路微波通过一个角锥天线入射进入等离子体,副路微波作为参考信号.接收天线阵列由2个极向间隔为6 cm的角锥天线组成.参考信号和反射信号与频率为14.2 GHz的介质振荡器4倍频之后的输出信号进行混频,混频后的中频信号分别通过放大器、带通滤波器组件和同相正交解调器进行解调.通过该诊断系统,初步观察到了由低约束模式向高约束模式转换的现象,且在ELMfree阶段,台基梯度区域,出现了持续时间在毫秒量级、频率在40~50 k Hz的相干模.     

相干光时域反射仪中受激布里渊散射的抑制

采用对分布反馈半导体激光器(DFB-LD)直接进行小信号电流调制的方法抑制相干光时域反射仪(COT-DR)中的受激布里渊散射(SBS),分析了DFB-LD受到小信号电流调制时的频谱特性以及SBS阈值和频谱宽度的关系,设计了实验电路和光路抑制光纤中SBS。理论分析和实验结果表明,在低频调制电流处,光源频谱宽度随调制频率增加而减小,随调制幅度增加而增加,而SBS随频谱宽度增加而减弱,直接用电流调制激光器可抑制COTDR中的SBS。     

基于时域、频域脑电(EEG)特征情感分类研究

目前的情绪识别技术已经成功地将情绪变化与脑电信号联系起来,并在适当的刺激下从脑电信号中进行识别和分类.因为声音以及表情等信号具有一定的伪装性,而脑电信号(EEG)和情绪的变化密切相关,通过对EEG信号的分析可以更精确的反映人的情感变化.对EEG信号的研究集中于通过时域和频域的角度提取出特征信号,采用基于熵(entropy)的可分性判断进行特征选择,分别使用SVM和HMM-SVM模型两种分类方法进行情绪分类,然后对分类结果进行分析、比较.结果表明,利用HMM-SVM模型基于频域特征的分类结果最好,平均准确率为83.93％.     

分形维数结合RLS-ICA的脑电信号消噪

针对脑机接口中脑电信号噪声的去除,提出将分形维数、递归式最小均方(RLS)-独立分量分析(ICA)相结合的方法.利用ICA对脑电信号进行盲源分离,得到源信号;采用分形维数自动识别源信号中的噪声信号;利用RLS自适应滤波器对已识别出来的噪声信号进行自适应滤波;通过信号重构,得到去除噪声的脑电信号.该方法有2个优点：一是通过对分形维数自动识别源信号中的噪声信号进行滤波,克服了RLS-ICA将所有源信号进行滤波,可能造成部分有用脑电信号被去除的缺点;二是通过分形维数减少RLS滤波的独立源,加快了运行速度.为了证明该方法的有效性,分别对2008年国际BCI竞赛数据和本实验室的数据进行处理.将该方法与RLS-ICA进行比较,结果显示,该方法的去噪效果明显优于RLS-ICA,单个样本的运行时间比RLS-ICA少007 s.采用提出的方法不仅能够去除一些常见的诸如眼电(EOG)、肌电(EMG)等噪声,而且能够去除一些未知的噪声.     

实现全自动启动循环流化床锅炉的控制策略

针对国产220 t/h循环流化床锅炉的特点,结合工程的具体实际,介绍了一种实现全自动启动循环流化床锅炉的控制策略.采用两台结构简单的就地控制装置实现对锅炉点火用设备进行就地操作和远方DCS切换.在DCS中,用一对独立的控制器(DPU)实现在锅炉启动过程及常规运行时都适用的炉膛安全系统(FSS)和燃烧器控制系统(BCS)的功能.着重叙述了油系统泄漏试验、炉膛吹扫、点火启炉和烟风系统的顺序控制逻辑;指出了CFB锅炉在启动过程中的投煤条件和投煤方式,以及各次风量与给煤量的匹配要求.该控制策略的应用大大降低了锅炉运行人员在机组启动时的操作强度,提高了锅炉运行的自动化水平.     

三七茎叶皂苷对大鼠离体心肌凋亡的保护作用

为了研究三七茎叶皂苷(Pn GL)对大鼠离体心脏缺血/再灌注损伤模型心肌细胞凋亡的保护作用机制,采用TUNEL和免疫印迹(Western blot)蛋白方法检测细胞凋亡及凋亡基因蛋白Bcl-2、Bax、ERK1/2等相关凋亡通路,观察Pn GL对心脏缺血/再灌注损伤后心肌细胞凋亡的保护作用机制。TUNEL结果显示,正常细胞核形态大小较为一致、荧光较弱,而凋亡细胞核呈高亮;空白对照组可见少量TUNEL阳性细胞;模型组阳性细胞显著增加;给予PnGL后凋亡细胞所占比例随着药物浓度的增加而明显下降。Western blot实验结果显示,与空白对照组比较,缺血/再灌注组中心肌细胞Bcl-2表达明显降低,Bax表达明显增加,ERK1/2和p-ERK1/2表达明显降低;给予PnGL后,Bcl-2表达明显升高,Bax表达明显降低,ERK1/2和p-ERK1/2表达明显升高。因此,Pn GL对缺血再灌注诱导的心肌细胞凋亡具有保护作用,其保护作用可能与激活ERK1/2细胞凋亡保护通路、从而调节Bcl-2和Bax的表达有关。     

脑机接口技术研究

脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)是在人脑和外界之间建立不依赖于常规大脑信息输出通路(外周神经和肌肉组织)的一种通讯系统.该文概述了基于脑电信号(EEG)的BCI技术的基本原理、研究方法、类型、研究现状,并分析了目前存在的问题与应用前景.     

GNSS-R海洋遥感原始数据采集系统研究与实现

利用全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)实现海面风场探测,是一种新型的微波遥感技术.获得表征海面粗糙度等信息的原始数据是实现导航卫星反射信号对海面风场探测的关键技术之一,对导航卫星反射信号软件接收机的研究,其原始数据获取更为重要.该文在分析GPS海面风场探测前向散射机理基础上,结合GPS直射信号接收理论,设计完成了基于FPGA实现的双射频前端海洋遥感原始数据采集系统;阐述了系统组成原理及关键模块设计过程,给出了机载试验及试验数据分析结果;得到卫星直射信号和对应反射信号镜面反射点路径延迟的试验结果与理论计算值基本一致,误差为0.28%.能正确表征镜面反射点等海面粗糙度信息,试验结果符合海洋遥感参数反演的精度要求.     

TRIME-T3管式TDR土壤水分测定系统在宁夏泾源地区的标定研究

通过对比TDR(时域反射仪)法与烘干称重法测定土壤含水率,针对TDR在宁夏泾源县的土壤水分测定进行了标定及适用性研究.结果表明,TRIME-T3 TDR不适用于精确的表层土壤含水率的测定;在TDR标定过程中采用分段标定的方法能够取得相关性更好的标定方程.