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中科院苏州纳米所磁共振波谱与影像研究组2013级研究生招收信息
热度 1 nanohandsome 2012-7-20 12:26
研究组介绍 :研究组成立于 2008 年 7 月,目前有研究员 1 名,项目研究员及副研究员 2 名,初中级职称工作人员 4 名,博士后 1 名,在读博士生 4 人,硕士生 3 人。研究组有博士生和硕士生招生资格,实行导师组指导模式。研究组拥有核磁共振实验室 1 间、化学及细胞实验室 2 间,公共办公室 1 间,其中磁共振影像设备是目前国内可进行小鼠尺寸动物活体成像的最高场仪器。除组内设备条件外,还可便利的使用到研究部、所平台及合作单位的各种分析检测设备。近年来,课题组承担了包括战略先导计划、 973 项目、中科院知识创新项目等在内的一系列重要课题,研究经费充裕。其他情况请参见研究所网站 http://www.sinano.ac.cn 和研究组网站 http://bionics.sinano.ac.cn/ktz/research.php?tid=16id=3 学术专长 :研究组是国内晶型药物研究的推动者之一,尤其是率先建立了固体核磁共振在药物多固态存在形式研发与分析中应用这一与医药产业密切相关的学科方向,受到晶型药物和磁共振两个领域学术同行和产业界朋友的关注;研究组是国内率先采用细胞分辨率磁共振影像技术研究干细胞活体维持与分化的团队,目前已达到体外单细胞和体内百细胞量级的观测能力,处于前沿水平。 招生计划 :硕士生 2013 年研究组计划招收 推免及普考 2 名 ( 研究方向见下文 ) ,挂靠其他高校普考招生 1 名。 招生简章 :请留意 http://www.sinano.cas.cn/yjsjy/yjsjytzgg/ 的更新 位置一 : 研究方向 :药物新型固态形式的设计、构筑与磁共振解析;面向药物固相研发的核磁共振脉冲新方法。 研究背景 : 80% 以上的药物以固态形式存在,而相同药物化合物分子以不同固态形式存在时,会导致其溶解度、稳定性、可加工性和生物利用度有显著差异,更是涉及到创新药公司和仿制药公司知识产权的核心问题之一。在药物固相研发与分析领域,固体核磁共振在解决某些问题方面具有不可替代性优势。 学科背景 :物理化学、分析化学、物理学、化学工程和药物化学相关学科学生。 经费支持 :中科院重大装备项目,国家自然科学基金,中科院青年人才计划,江苏省自然科学基金,企业项目。 位置二 : 研究方向 :新型磁共振造影剂的合成、评价与活体应用。 项目背景 :目前临床使用的 Gd 3+ 基和 Fe 基造影剂存在一些限制。本课题针对干细胞活体分化和癌症早期诊断的需求构建特异性磁共振造影剂,实现高弛豫效能、靶向、耐降解、穿脑血屏障等功能。 学科背景 :物理化学、有机化学、高分子化学、细胞生物学及相关学科学生。 经费支持 :中科院重大装备项目,战略先导计划,科技部 973 计划,国家自然科学基金。 有报考意向的同学可提前与我联络, hlzhang2008@sinano.ac.cn
个人分类: 科学研究|5518 次阅读|2 个评论
[转载]生物医学成像的若干发展动向
jiandanjinxin 2012-7-11 17:07
内容提要:本文综述了近年来生物医学成像的发展动向。文章指出随着基因组学、分子与细胞生物学的发展,小动物成像的研究方兴未艾,微型 CT 、微型 PET 、微型 MRI ,前景诱人。图象引导的介入治疗仍是研究热点,着重于研究术中组织变形后的图象配准与实时治疗监护。所有的成像技术都朝提高灵敏度、空间分辨力与时间分辨力的方向努力。细胞成像,分子成像已引起注意。多种模式结合在一起的成像装置更引起人们极大的兴趣。磁共振成像朝快速获取数据的方向努力以便做成实时高分辨力 MRI 。磁共振弹性图和扩散张量成像的应用研究十分活跃。 CT 研究有新局面:锥束螺旋 CT 、倒置 CT 等即将走出实验室, 4DCT 已见初样。 关键词:生物医学;成像;发展 1 从 NIBIB 的招标指南谈起: NIBIB(National Institute for Biomedical Imaging and Bioengineering) ,美国国家生物医学成像和生物工程研究院,隶属于 NIH ,干 2001 年 4 月成立。它的任务是: (1) 鼓励原始发现,创新设计与开发;促进借助相关领域如信息科学、物理学,化学、数学、材料科学与计算机科学将上述发现转化到生物医学成像和生物工程的技术能力并予评价,为保健服务。 (2) 筹划、执行、培养并支持能应用于跨越各脏器系统的宽广范围的生物过程、失调和疾病的研究/研究培训纲要的集成和协调。 (3) 协调 NIH 等其它机构的生物医学成像/生物工程计划,支持具有医学应用前景的成像和工程的研究,并促进其实用化。该组织在 2002-2003 招标指南中提出下列研究课题,这些课题在 2003 年 9 月底启动: (1) 新的成像方法与技术; (2) 廉价医学成像装置; (3) 图象引导的手术干预; (4) 用于小动物成像的系统和方法; (5) 研究与开发用干细胞与分子成象的系统及方法。 NIBIB 的成立本身就说明生物医学成像迈入了一个新阶段。这些研究课题可以作为近期生物医学成像研究的方向。提出上述课题的背景是: 1999 年 6 月 25-26 日召开的生物医学成像专题讨论会:生物和医学发展展望 (Visualizing the Future Of Biology and Medicine) ,随后在 2002 年 7 月 IEEE 在华盛顿召开了国际医学成像专题讨论会; 2002 年 9 月 26-27 , NIH 召开第三届跨机构诊断成像和光谱学专题讨论会: 1999 年会上提出的三个科学领域是: (1) 早期检测疾病的细胞水平和分子水平成像; (2) 疾病的临床诊断、分期和成像; (3) 用于各种疾病治疗和监护的成像手段。 与此同时美国国家癌症研究院也提出招标指南: (1) 开发新的创新性成像模式,研究它们的最优化、特征化、临床前评价和临床使用评价,着重于研究它们对癌症的普查、诊断和治疗的作用。 (2) 开发创新的造影剂或分子/放射性示踪剂,用于肿瘤形态的显示与解释,以便对癌症进行诊断、分期、治疗或搞清组织系统和肿瘤系统的生理状态。 (3) 研究新的图像采集、显示、传输、计算机辅助分析以及应用于远程放射学和远程医学的创新方法,这些方法有助于癌症普查、诊断/治疗或改进肿瘤设备的成本效益。 (4) 研究用于介入放射学和改进图象引导诊断和治疗的方法。 由上可见国际上对生物医学成像研究的大方向十分明确。下面逐项分述: 2 小动物成像 基因组学、分子与细胞生物学的新发现,说明人类疾病可用小动物做模型进行研究。但通常要杀死大量的动物来做离体的组织分析和分子水平的分析。于是小动物成像应运而生。借小动物成像可对生物过程作在体无创研究。这样,可对同一动物进行例如病情发展或治疗过程的纵向跟踪比较,有利于对人类疾病的早期检测、早期诊断和早期治疗。已有不少小动物成像的专用系统问世,有些已经面市。特别是微型 CT ,微型 PET / SPECT ,微型 MRl 发展很快,均有产品。如 Microphotonics 公司的 Skyscanl072 高分辨率微型 CT 的分辨率小于 5 μ m ,可看到 2Um 的特征。其 X- 线管的焦点小于 55 μ m, 微型 CT 除进行二维成像外,还可进行直接三维成像,其它生产者还有 ImTek 公司等。微型 PET 的分辨率达到 2mm × 2mm × 2mm-lmm × lmm × lmm 。是临床 PET 的几十倍乃至百倍。微型 MRI 的场强达到 7-9T ,其分辨率在 lOO μ m 左右,有报道可达到 35 μ m 。主要是靠设计微型线圈。目前仍有一些技术问题妨碍小动物成像在生物医学研究和药物开发中潜力的充分发挥。主要是灵敏度和时空分辨率尚待提高。劳特勃近来提出 DESIRE 法即信号、分辨率扩散增强法,可将 NMR 信号灵敏度提高 1-2 个数量级。人们的目标是使 MRI 能看清细胞内的情况。这点,微型 MRI 有很大发展潜力。 PET 的优点是灵敏度高,这是最诱人之点。现在还在发展混合模式如微型 CT 与微型 SPECT 相结合的模式以及光学显微镜与微型 MRI 结合的模式。 3 图像引导的介入治疗 计算机辅助治疗的发展已有 20 年历史。但近年仍得到极大重视。 2002 年 9 月 12-13 日由美国 NIH / NSF 主办召开了图像引导介入治疗专题研讨会;接着于 2002 年 9 月 18-19 日又召开了介入放射学的创新与研究:介入肿瘤学,从实验室到床边的专题研讨会。其原因在于实践中发现许多问题,如手术中组织变形后与手术前的图像不匹配;实时治疗监护困难等。要解决这些问题需要多学科合作。仍以手术中的组织变形为例,它涉及到力学问题包括组织的力学参数的测量、建模等。有人借助 DTI( 扩散张量成像 ) 来研究形变,近来又用新发展的 MRE( 磁共振弹性图 ) 研究形变 ( 较详细的叙述见后面 ) ;德国海丁堡大学研究人员在肝的手术中为了能将手术中的组织与手术前的数据进行连续配准,设计了称为助导 ( 航 ) 针的辅助工具,里面装有电磁线圈,借此指示位置与方向。如果有几个助导 ( 航 ) 针插在不同部位,则可以反映整个区域中组织的连续形变。图像引导的介入治疗总的研究方向包括:跟踪靶组织的新技术和新仪器;图像配准、融合和形变模型的改进;光学图像、显微图像和其它放射图像的整合;旨在增强图像引导系统可视化的图像分割工具的研究;图像引导介入治疗中重要信息 ( 如功能区、血管标测 ) 的三维可视软件和硬件的改进;能分辨良性组织和恶性组织的微创成像装置或探头的研发;磁共振引导、超声引导、光相干断层引导成像技术的开发研究;生物可降阶标志点的研究;实时治疗监护;用于图像引导介入治疗的生理模型和预测模型的研究;用于图像引导介入治疗的机器人、人工智能和专家系统的研究等。 4 成像方法与技术的发展 4.1 发展新的技术与方法以提高生物医学成像装置的灵敏度、空间分辨率和时间分辨率是一个强烈的趋向。这其中包括磁共振成像 (MRI 及 MR 波谱成像 ) 、 CT 、核医学成像 (PET 、 SPECT) 、光成像 ( 光相干断层成像 OCT 、多谱勒光断层成像 DOT) 、超声成像和 EEG / MEG 系统。例如利用高磁场磁体提高 MRI / MRS 的灵敏度与分辨率;利用表面线圈和多 - 线圈技术提高 MRI 的时间分辨率和空间分辨率;利用扩展源和检测器阵改进 DOT 的空间分辨率;核医学成像中新检测器材料的应用或已有检测器材料的新应用也包括在内。 4.2 结合二种或二种以上成像技术的多模式成像方法的研究已见效果。这种方法可以用来综合那些在单一成像技术中拿不到的信息 ( 高空间分辨率和时间分辨率 ) ,或者用来比较/验证不同成像方法得到的结果。例如可以依次利用二种**的成像方法 ( 如 MRI / PET 或 MRI / MEG) ,或者把二种技术结合在同一个设备中如用光/ MRI 结合的方法同时进行灌注/分子成像。也可以在同一设备中切换不同的成像方式 ( 如 MRI 中 BOLD / AST 切换, MRI 或 MRS 中同时多 - 核成像,用多光谱光学成像进行同时多探针成像等 ) 。对多个生理参数或生化参数进行同时多参数成像,例如利用多模装置对灌注与代谢同时成像。 4.3 另外应研究图像重建和处理的快速有效算法。如重建 DOT 、 CT 和超声扫描的大量三维数据集以及对 MEG 图像的空间重建等。为使成像设备适应各种脏器与疾病鼓励开发灵活的接口。对于 MRI 和 CT 的发展,下面专节讨论。 5 低价医学成像装置的研究 出乎意料的是国外对廉价医学成像装置的研究比我们发展中国家还要重视。目前大多数用于诊断与治疗计划的成像装置价格较贵,大部分在小医院就诊、农村和不发达国家的患者用不上。应刺激对低价、新颖、高分辨率成像设备的研究,特别要开发用于普查、早期检测和有效治疗疾病与创伤的廉价设备。 6 细胞成像和分子成像系统与方法的研究 分子信息对疾病的诊断和治疗方法具有深刻的影响,新的治疗方式有可能定位到异常基因或表型路径,人们急需用图像引导的方法来跟踪这些治疗策略的效果。这与分子探针密切相关,后者能反映特定的生物过程从而改进早期诊断疾病和治疗监护所用的成像方法的灵敏度和特异性。以临床应用为目标,研究在体的细胞与分子层次的成像/波谱系统是一个挑战。这涉及到断层成像、图像引导以及植入系统和方法,将细胞与分子成像系统及方法与上面的成像方法结合起来,形成多模成像是一个热点。研究利用 MEMS( 微机电系统 ) 技术和 NEMS( 纳机电系统 ) 技术的复合传感器也是值得注意的动向。另一重要方面是上面提到的用于在体分子成像的新型造影剂的研究,包括用于生物过程 ( 如在转译层次的基因表达,细胞表面感受器的信号转导,酶作用或其它代谢过程,细胞跟踪,影响疾病过程的血流和药物作用 ) 的分子探针。成像系统和成像方法的最优化有助于发挥新造影剂的作用,不可忽视。 7 医用磁共振成像 在各种医学成像模式中磁共振成像的发展可以说一马当先。围绕着功能磁共振成像 fMRI ,磁共振造影 MRA ,和波谱成像 MRS 等需要,正朝数据的快速获取方面努力,在不牺牲空间分辨率的条件下,进行多 -RF 、多线圈平行采集及三维采集,提高了成像速度;螺旋 k- 空间轨迹采集技术仍在发展中;开放式 MRI 过去都在 0.5T 的 MRI 中应用,能否实现开放式高磁场的 MRI 也是正在研究的课题。磁共振成像的应用领域也不断拓宽: fMRI 不仅用于脑部,现已扩展到其它脏器; MRI 既用于手术与治疗计划,又用于手术与治疗的监护,例如热疗中温度的监护,非它莫属; MRA 比 X- 线的血管造影更有吸引力。实时高分辨率的 MRI 被认为是一个发展领域,其中包括实时功能脑磁共振成像,实时妇产科磁共振成像等,后者可用来观察胎儿。其它重要的发展有: (1) 磁共振弹性图 (MRE) 上面提到过 MRE 。它是用来在体测量组织的刚弹性的重要的新方法。可用于乳腺癌的诊断和分类;利用灰质与白质硬度的差别 ( 灰质比白质硬 2 倍 ) ,可用来对脑进行检测与分类。利用 MRE 可对位移在 3 个方向作精密测量。原理是:先使诱导的机械运动和运动编码梯度间有一个相位偏移,取得三维 MR 相位图像,将它变换到相应的三维位移场,借助基于模型的图像重建,估计出与之相应的三维弹性分布。与超声测量位移的方法比较,后者只在纵向较精确,在横向,其分辨率相差甚多,而 MRE 则是各向同性,全方位的。 (2) 扩散张量成像 DTI 扩散张量成像 (DTI) 技术是在上世纪 90 年代初出现的,此后在临床和实验领域均引起了极大的关注。它主要测量组织 ( 通常是水 ) 中分子的随机热位移 ( 布朗运动 ) 。 DTI 十分有用。组织中水扩散的微观尺度使该法具有微细的空间灵敏度。在纤维组织例如脑白质和灰质中,扩散是各向异性的,即与方向有关。这一特性使 DTI 能用来测量各体素内纤维的方向。不同的细胞和亚细胞对扩散的相对贡献尚不十分清楚,属于十分活跃的研究领域。髓磷脂被认为是对扩散各向异性最重要的贡献者之一,因为类脂物的双层形成扩散屏障;此外密集的轴突和轴突结构如膜、微管、神经丝等也造成扩散的各向异性。除结构成分外,其它如代谢机制 ( 包括轴突的输运等 ) 也形成扩散的各向异性。常用扩散张量 D 来描述各向异性的与方向有关的扩散。 D 的主特征矢量就是最大扩散的方向,平行于每一体素中纤维的方向。主特征矢量图是一个矢量场,也就是纤维方向场。 纤维方向图可以与例如 TI 加权的 MRI 图等配准,使获得的信息更全面。 DTI 的用途还包括,例如基于纤维的结构对丘脑核进行定位使在丘脑区的手术更精确有效,能显示血管畸形引起的压迫,可用来早期诊断小的损伤,可用来观察新生儿脑白质微细结构的发充;与 fMRI 配合可获得关于白质管道的信息,从而揭示神经认知网络的奥秘,有助于了解大脑的功能等。 8 新型 CT 8.1 锥束螺旋 X-CT X-CT 自上世纪 70 年代问世后到 90 年代初是一个发展阶段,称为传统 CT 。 90 年代初单排螺旋 CT 问世,开创了 CT 的新时代,现在螺旋 CT 己发展到 64 排。随着实时有源阵列检测器的出现,锥束 X-CT 的研究正在全速进行。这样,获取二维投影数据后可直接重建三维图像。为了达到精确的直接三维重建,锥束螺旋 X-CT 已在制造商的计划之中,业界估计在 4-5 年内将会商品化。 8.2 倒置结构体积 CT 螺旋 CT 尽管用多排,仍需要旋转多圈后,才能获得较长身体段例如整个心脏的数据。能否转一圈完成 ? 锥束结合平板检测器转一圈的数据量是不够的,重建伪迹严重。斯坦福大学设计了一个体积 CT 系统,可避免锥束方案的缺点。它利用大面积的扫描源阵列和较小的快速检测器阵。 x- 线源由电子引导,随着系统的旋转每隔若干 ms 对准二维靶组织发射一次。每个源位置逗留 1 μ s 。数据经重排后用三维滤波反投影重建。仿真表明其各向分辨率均匀地达到 0.Smm 。 8.3 4DCT 日本东芝公司开发了一台四维 CT ,应用宽面积的二维检测器,数据采集速度为 900 视图/ s ,重建 512 × 512 × 256 个体素需时 10min ,利用 128 个平行工作的微处理器。 8.4 相干散射 CT 相干散射 CT 是一种新的成像模式。它利用瑞利散射进行成像。其原理基于病理组织的分子结构与健康组织的完全不同。图像的对比度决定于相干散射截面,而后者又决定于疾病状况。
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[转载]干细胞研究或迎来“黄金时代”
xuxiaxx 2012-7-1 12:30
10多年来,干细胞疗法一直被认为能够给那些遭受遗传和退行性疾病折磨的人带来希望。而就在几天前,随着两个研究团队在于日本横滨召开的国际干细胞研究学会(ISSCR)年会上宣告了他们在人类临床研究中取得的成果——一项聚焦于罕见的遗传神经病,另一项则着眼于老年人的视力丧失,这一希望又朝着现实迈出了一步。   美国加利福尼亚州纽瓦克市干细胞公司报告了用人体神经干细胞治疗梅氏病(PMD)所取得的鼓舞人心的研究成果。PMD是一种渐进式的致命疾病,该病通过基因突变抑制了髓鞘的正常生长,后者是大脑中包裹神经纤维的一种保护物质。缺乏髓鞘,神经信号便会流失;病人,通常是婴儿,便会经历运动协调能力退化以及其他神经病症状。据干细胞公司负责研究的副总裁AnnTsukamoto介绍,该公司之所以选择PMD来测试其神经干细胞技术,缘于目前尚没有这种疾病的治疗方法,且通过基因检测和磁共振成像能够确诊这种疾病。她说:“这便为最有效的早期介入创造了一个机会。”   该公司建立了一个从成熟神经组织中分离出的高度纯化的神经干细胞库。研究人员将这些神经干细胞注入啮齿动物体内后,它们并没有形成肿瘤,事实上,这些细胞在小鼠的大脑中游走,并分化成不同类型的神经细胞,其中就包括分泌能够保护神经纤维的髓鞘的细胞。Tsukamoto介绍说,当神经干细胞被注入小鼠后,它们表现出了“强大的移植和迁移能力,并形成新的髓鞘”。   该公司如今正赞助对4名PMD婴幼儿患者进行该技术的初期安全试验。加利福尼亚大学旧金山分校的研究人员,向每位患者大脑中的4个区域中的每一个区域移植了7500万个神经干细胞,并随之进行了免疫抑制治疗,这样受体才不会排斥外来的细胞。Tsukamoto报告说,在试验过程中并没有出现安全隐患。此外,在18个月后进行的磁共振成像显示,在轴突周围形成了新的髓鞘,并且对患者进行的临床观察表明,他们的运动机能保持稳定或出现了小幅提升。干细胞公司如今正计划进行更大规模的试验。Tsukamoto表示,一旦这种疗法被证明是有效的,它将带来多发性硬化、大脑性麻痹和阿尔茨海默氏症的神经干细胞新疗法。   在这次会议上,神户市日本理化研究所(RIKEN)发育生物学中心的干细胞研究人员MasayoTakahashi,报告了她的研究小组在针对与年龄相关的黄斑变性(AMD)的临床前研究所取得的进展。在AMD中,视网膜色素上皮(RPE)细胞的生长出现了问题,并且位于视网膜下部的血管出现了渗漏。这些情况导致眼睛中心部位的视力下降。Takahashi的研究小组研制出一种方法,即用外科手术摘除有问题的血管,同时用源自病人自身细胞的新RPE细胞替代受损的RPE细胞。利用被称为细胞再编程的一项技术,研究人员采集了病人的皮肤细胞,并将其转化为所谓的诱导多能干(iPS)细胞,这种细胞能够分化成人体中的所有细胞。研究人员随后将iPS细胞转化为RPE细胞。由于iPS方法使用的是病人自身的细胞,因此避免了对免疫抑制药物的需求。   由Takahashi小组生成的RPE细胞表现出了真正人体RPE细胞的特征结构和基因表达模式。她报告说,将它们注入小鼠并没有引发肿瘤,并且这些细胞在移植到猴子体内后存活了6个多月。Takahashi希望在得到必要的批准后,能够在1年内开展人体试验。   英国剑桥研究学院癌症中心的干细胞研究人员FionaWatt指出,在ISSCR上发表的这些研究结果将帮助该领域“积攒力量”。而美国哈佛医学院的干细胞科学家GeorgeDaley则更为乐观。他说,记住这次年会上报告的这些进展;并表示对明年在波士顿召开的2013年ISSCR年会充满期待。(记者赵路) 来源: http://scitech.people.com.cn/GB/18240809.html
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2012年北京飞利浦磁共振高峰论坛流水记
laijiangtao 2012-6-10 16:31
周末飞往北京,参加飞利浦磁共振高峰论坛。 会议接待还是不错的,下榻的地方在望京地区的昆泰酒店,是家新建成的星级酒店。条件还不错,酒店内还有温水游泳池,可以在偌大的地方一个人游泳,感觉不错。 会议举办地在奥林匹克公园里的宏绣会馆,比较难找,在综合训练馆的人工池边上。一大早就可以看见许多运动员般的人在跑圈,呵呵,真是一个锻炼的好地方,我喜欢。 会馆内布置了许多供出售的绣品和红木家具,价钱自然是高的不错的,可坐上去也不觉得舒服,估计是有钱人显示生活品味用的吧。 最后得谈谈这次高峰论坛会议了。形式很创新,分为了 8 大门派和盟主,除了讲座者外还请了两个点评人,气氛比较轻松。所有的演讲都不错,从技术到应用都有一定新意,不过讨论和提问还是时间有点少了。只不过对于一个论坛性质的会议来说,能举办的顺利、成功已经很不容易了,看得出举办方还是挺用心的。 希望下次会议,不仅仅只是作为聆听者出席,而能有机会在台上和大家交流我们的应用体会。呵呵,这点要向清华生物影像中心的教授学习,他们的工作很有意义。也希望中国能有更多的多中心联合研究。 我们也愿意做为一份子,参加到这一类有意义的工作中去,在国际舞台上为中国人加油助威!
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[转载]哈佛大学利用磁共振扫描技术绘制人脑内部3D图
crossludo 2012-6-6 13:07
哈佛大学利用磁共振扫描技术绘制人脑内部3D图 网易探索6月6日报道 美国哈佛大学的科学家日前 利用磁共振扫描技术,绘制出了人类大脑内部的详细图像,并且建立了人类大脑首 个3D内部图像,将为今后针对脑部的科学研究提供可靠的参考作用。 参与这一项目的哈佛大学科学家简·韦登(Jan Wedeen)宣称,此次绘制的呈现出彩虹般色彩的扫描图将为科学家探究人类大脑1000亿个细胞的路径以及它们如何起作用提供首个真实图像。他表示:“常规扫描状态下呈现出的人类大脑图像并不真实,其只能算作是大脑表面的影子。” 与此同时,哈佛大学的教授杰夫·利希曼(Jeff Lichtman)曾利用多种颜色的荧光蛋白基因转移技术,绘制出了动物大脑的神经网络图。研究人员通过激活神经元中的复合荧光蛋白,进行了前所未有的大脑和神经系统成像,并且成功获得了色彩斑斓的“大脑彩虹”图,这将有利于对大脑工作方式进行更深入研究。 研究中,科学家利用特殊的基因工程技术,成功地让转基因实验室小鼠神经元表达了4种颜色的荧光蛋白:黄色、红色、青色和橙色。随后,科学家在小鼠脑部细胞可以观察到大约90种不同的色彩,因色彩斑斓,研究人员称其为“大脑彩虹(Brainbow)”。在此之前,显示神经元细胞的技术最多只能使用两种颜色,这就是高尔基染色法,该法每次都将全部神经元细胞涂以颜料,但结果却只能使很少一部分成功染色。 利希曼表示:“人类的大脑是已知世界当中最为复杂和精细的物体,它是我们记忆存储、表达恐惧等情感,以及处理信息、控制人类五官的最为重要的器官。但一直以来,我们都未能找到有效的方法来对其进行深入的探究。神经细胞连接出现缺陷可导致多种紊乱性疾病,但我们却无法追踪到,到底是大脑中的哪段连接出现了问题。”不过,“大脑彩虹”却能够让科学家很清晰的看到人类脑部的清晰图像,这具有十分重大的意义。 一直以来,科学家都认为,人类脑部的内部肯定是纵横交错,就如同纷乱如麻的电线一般,但近期,研究人员却发现,实际上人类脑部的内部结构如同一个棋盘,遵循着一定的规律。近期,哈佛大学的科学家更是通过磁共振扫描技术,展现出了人类脑部内部的惊人细节-其排列如同电网般交错密布但毫不杂乱。 美国麻省总医院(Massachusetts General Hospital)的科学家范·韦登(Van Wedeen)-是负责人类大脑磁共振扫描项目的负责人,他表示:“人类大脑的内部远非是一堆纷乱如麻的电线,它们更像是带状电缆,就如同纤维的经纬一样,具有一定的规律性结构。这种网状结构是延续的,并且在所有范围都是一致的,这种脑部结构不仅仅适用于人类,其他灵长类动物也同样是如此。” 美国国家精神健康研究所(National Institute of Mental Health)的主管托马斯·因塞尔(Thomas R Insel)表示:“在神经解剖学领域,能够获得高清晰度的人类脑部结构图是一次里程碑事件。这一新技术能够显示出人类个体在脑部内部连接方面的差异,从而能够帮助科学家更好地了解和治疗脑部紊乱而导致的各种疾病。” 韦登表示,2011年,麻省总医院装备了新的磁共振成像扫描仪,相比于常规扫描仪,这一新设备在分辨率上提高了10倍,因而能够更好的显示出人类大脑不同部分的不同结构。他表示:“这一跨时代的设备让科学家能够首次很清楚的观察到人类大脑内部的结构图和工作情况。在大脑发育的早期,神经纤维串接后能够形成直线路径,并且表现出水平、垂直与交叉的形式。” 研究人员称,人类大脑在发育期间能够限制关于神经纤维改变方向的选择。一直以来,研究人员都未能弄明白人类大脑的详细图像,部分原因在于大脑皮层形成许多皱褶,上面的角落和缝隙掩盖了大脑的串接结构。以往的时候,科学家可以借助化学跟踪剂来显示动物脑部的神经网络结构,希望借此对研究人类脑部结构有所帮助,但科学家并不能将这种方法直接用于人体。 据悉,科学家的研究结果发表在近期出版的《科学》期刊上。(来源:英国每日邮报)
个人分类: 医学前沿|2080 次阅读|0 个评论
[转载]压缩传感理论与应用国际会议会议通知(转)
热度 1 jiandanjinxin 2012-4-12 21:42
压缩传感理论与应用国际会议 会 议 通 知 (第二次)   压缩传感理论(Compressive Sensing (CS))是由D. Donoho、E. Candes及T. Tao等人几年前提出的一种新的信息获取理论。该理论不仅推动了基础科学研究的发展,而且广泛应用于信息论、信号/图像处理、量子信息、非线性动力学、雷达、医疗成像等领域。同时这些理论的发展产生了许多有趣的数据获取方法,并且产生了应用于多学科研究领域的实际装置,例如:数字相机、x-射线CT、磁共振成像MRI、光声成像等。   近年来,中国许多学者也致力于CS的研究,特别是在应用方面取得了比较大的进展。为了推进CS在中国的应用,进一步促进这方面的学术交流与研讨,南开大学天津大学刘徽应用数学中心将于2012年6月9日(星期六)-12日(星期二)在天津大学举办“压缩传感理论与应用国际研讨会”。   本次研讨会旨在为国内外专家学者搭建一个交流的平台,会议内容涵盖CS理论及应用研究的各个方向,包括CS延伸模型(包括矩阵极小秩问题、张量极小秩问题)的理论、方法与应用,重点对有关CS及延伸模型的应用技术发展与创新进行探讨。本次研讨会将邀请国际上该领域著名专家学者做大会报告(60分钟)、专题报告(40分钟),同时也有若干分组报告(20分钟)和报告张贴。欢迎国内外各高校、研究所、医疗(CT)部门、信息、图像处理领域等有兴趣的学者、师生、以及工程技术人员参加。   由于争取到了一定的经费支持,本次研讨会注册费商定为500元人民币,研究生免注册费,统一安排就餐,住宿费自理,大会将对个别申请者提供适当方式补助。   报到时间: 2012年6月8日(星期五)   会议时间: 2012年6月9日(星期六)-12日(星期二)   会议地点: 天津大学   会议报告语言: 大会报告和专题报告语言为英语,分组报告建议使用英语   摘要格式: 字数500字以内,要求使用12号Times New Roman字体,以PDF文件形式发送至邮箱 tjuliuhui@tju.edu.cn 。   会议投稿: 本次大会只接受英文稿件, 经学术委员会审稿通过的稿件将全部推荐到WSEAS Transaction on Mathematics(EI检索)和《电子科学学刊》(英文版)期刊正刊发表。如需要发表论文,请在投稿截止日期前将排版好的论文正文发送至邮箱 tjuliuhui@tju.edu.cn   论文格式: 具体论文模板请参考各期刊网站。WSEAS Transaction on Mathematics的网址: http://www.worldses.org/journals/mathematics/index.html 。电子科学学刊(英文版)》的网址 http://je.ie.ac.cn ,投稿须知的网址为 http://je.ie.ac.cn/EN/column/item113.shtml 。   提交论文/摘要截至日期 :2012年4月25日   会议回执截至日期 :2012年4月25日   会议组织者 :葛墨林院士(南开大学)         陈光红教授(University of Wisconsin-Madison,USA)         荣喜民教授(天津大学)   会议组织单位 :南开大学天津大学刘徽应用数学中心          天津大学理学院   会议网址 : http://www2.tju.edu.cn/colleges/science/hy2/english/hy12.htm   联系人 :荣喜民: tjuliuhui@tju.edu.cn       刘晓聪: tjuliuxiaocong@163.com       赵 慧: zhaohui_tju@hotmail.com       关 静: guanjing@tju.edu.cn.          杨月吉 : tjuyuejiyang@163.com   联系电话 : 022-27402394 已接受本次大会邀请作报告的学者: 大会报告人 Guanghong Chen, Professor of Medical Physics and Director of X-ray CT Imaging Center, University of Wisconsin-Madison, USA Xiaojun Chen, Professor of Department of Applied Mathematics, Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong David Gross, Professor of Physics, University of Freiburg, Germany Yicheng Lai, Professor of Physics and Applied Mathematics, University of Arizona, Tucson, USA Michael Lustig, Assistant Professor of Electrical Engineering and Computer Science, University of California-Berkeley, USA Defeng Sun, Professor of Department of Mathematics, National University of Singapore, Singapore 徐宗本院士,中国西安交通大学数学与统计学院教授,西安交通大学副校长。 Yinyu Ye, Professor of Department of Management Science and Engineering, Stanford University, USA Yin Zhang, Professor of Department of Computational and Applied Mathematics, Rice University, USA 专题报告人 何炳生教授,南京大学数学系 黄正海教授,天津大学理学院数学系系主任 石光明教授,西安科技大学电子工程学院副院长 孙文昌教授,南开大学数学科学学院 吴仁彪教授,中国民航大学电子信息工程学院院长 Xiaoming Yuan, Assistant Professor of Department of Mathematics, Hong Kong Baptist University 其他报告人正在落实。 附件1:压缩传感理论与应用国际研讨会会议通知及回执单
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讨论2012年的五大挑战性科学实验之一:看穿手性分子的“镜像”
热度 2 HeYujian 2012-2-6 14:48
讨论2012年的五大挑战性科学实验之一:看穿手性分子的“镜像”
博主按: 今天收到一位从未谋过面但通过电子邮件讨论过几次生命起源问题的朋友金先生的来信,讨论生命分子手性起源问题(即对称性的破缺与选择)。觉得有点意思,为“不至于将重要价值信息怀据为己,故告知 ”如下,以为记。:-) 与我的给金先生的回复原稿比,下文有个别文句有修改,但文意保持。附录金先生的来信则一字未改(包括字体颜色)。 ------------------------------------------------------------------------------------------ 金先生: 节日好! 谢谢您的来信与信息。 《自然》杂志近日选出 2012 年五大挑战性科学实验( http://www.stdaily.com/stdaily/content/2012-02/05/content_422014.htm ), 分子手性起源是其中之一,表明这个问题的重要性。但,这一点也不奇怪 -- 在这个世间,对人类来说还有什么问题比理解我们生命本身的起源更重要的呢?而生命起源的关键本质问题就是分子手性起源。 弱力的确是目前公认的四大基本物理力之中唯一有手性的力,它可能参与了生命的手性起源是可以理解的,但目前的理论与实验研究均表明其效应太低。因此,应存在有一个放大效应或转换机制? 因为化学反应的主要参与力是电磁力,因此,作为一种可能的原因,磁(共振)是有可能参与了手性选择与起源过程的。但它是主要的或次要的?如何起作用的 -- 单独或协同作用?它如何选择分子手性的方向而不是随机的?等等。这些问题在没有实验证明之前,假说只能是假说。 磁(共振)是否为手性起源的原因之一,与其他原因一样之前均被实验验证过(如王文清教授等写的《生命的化学进化》一书中已有相关内容介绍),问题是实验效应不明显,无法下肯定结论。 令学界有点难堪的是,目前弱力的本质与起源也是不清楚的。我的一个大胆的想法是,为什么一定要通过弱力再去引起分子手性起源呢,引起弱力的起因是否可能也是分子手性起源的直接原因?! 我的大胆且得意的猜测是: “ 地球轨道手性 ” 力场不仅是弱力起源的可能原因(之一) -- 导致了宇称不守恒,同时也可能是分子手性起源的原因 -- 导致了生命起源以及相关的节律起源等( http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=111310do=blogid=51398 )。当然,这目前也只是一个假说而已,我一直在考虑如何设计更多实验来支持这个假说,让其能从假说变为公认理论。: - ) 总之,对于手性起源,现在有 N 种假说,无公认的解释,因此大家可以八仙过海各显神通,但任重道远啊。。。 我相信在大家不同角度的努力下难题迟早会解决的。最后不管最是谁解决的,都应高兴。 以上供参考。 祝好! 何裕建 附录1:金先生来信 ------------------ 原始邮件 ------------------ From:jxqyear5948*@163.com Reply-To: To: 何裕建 heyujian@gucas.ac.cn Subject: 磁共振与手性起源 Date:Mon,6Feb201210:16:41+0800(CST) 何老师您好: 知识可以纠正误解。今年“五大挑战性科学实验”,手性起源位列其中,只是科学家们已经没有机会再设计“理论”。 对我先前错漏百出的文字,你若不计其糙而挖其精,左旋、右旋构型单一手性分子的起源环境,应该是你提醒我们。现在却是我向你报喜、并请你向关注生命起源的学者们报喜、检验:最初左旋、右旋单一手性构型分子,起源于有 磁共振 的物理环境中。其复杂情形,在科学家们认识的自然中,达不成那些巧合;右旋分子形成现场,甚至存在氮 -15 核磁共振。从《古兰》 15 : 2 6 ~ 34 明文看, 磁共振是 D 型、 L 型单一手性分子形成的必要条件。 从你嫉恶如仇的文字,我判断你不至于将重要价值信息怀据为己,故告知。 “有 磁共振 的物理环境”的判断,以你的知识,如果分析过我先前的文字,——如: “宝座上,‘人?刺滑的滓泥中黏土造的。’ 哪类无线电波骄傲地奚落?其他波长电磁波了无声息,什么条件滋生这直线波 (波长 10 ~ 10 m) ?”“——出去吧!宝座中硅的位置空了。” 等,应该已经得到同样结论。 我的推导途径,是从遗弃物捡到黄金。半月前看着自己制作的十架未安装螺旋楼梯:难道这里面还有知识?意识中即时想到—— 楼梯内弧面 !!! 逐步归纳: 电流通过碳 -14 石墨分子年轮状圆导体,产生磁场;磁性含氮球碳分子,在管外顺磁拼接,呈片螺旋状;螺旋导体通电,螺旋电流轴心磁力线,使顺磁含氮碳 -14 分子圆管磁化,形成固定磁极强磁体,与两端下方片状半导体充放电电场相互垂直。正负电场电荷,分别向上面螺旋导体两端持续流动,产生两异向变频磁场;在上面强磁体磁场影响下,合成高频振荡磁场,与上面恒磁体的两界面,发生磁共振,辐射微波。 ——这是正月初一知道了 最初微波——以卜厉斯起源是——磁共振微波 ——的思维逻辑。以你的专业知识,如上推导或许存在缺陷。仅从这些思索、推导,明确显示了最初直线波的起源环境,显然可以修正自己先前部分错误意识。 下面我简述部分认知,如何老师愿意,请您给规范用语、纠正错误: 纯净硅两侧 N 型、 P 型半导体片,吸收 X 辐射转化成电能的正负电电场中,正负电荷各向上面导体石墨流动,产生变频磁场。上面卧式含氮碳分子管恒磁体,影响两变频磁场,形成高频振荡磁场;卧式强磁体与两立面高频电场正面呈 Π 形。恒磁体磁 N 极、磁 S 极,与两立面高频电场的分界面区域,高频磁场与恒定磁场相互垂直,产生磁共振,辐射微波。 该电磁场模式对碳 -14 的β衰变有重大阻滞影响?氮 -15 与卧式恒定磁场是否发生核磁共振、辐射射频?电磁场整体状态还呈现哪些变化? 两类单一手性有机分子, D 型核糖核酸、 L 型氨基酸前身大分子聚合物,分别起源于基础元素严格差异,有β辐射、磁共振存在的电源两极,也是磁场两极。 D 型、 L 型两个单一手性有机分子初期合成现场,不存在氧分子。 在 强紫外辐射( X 射线)照射、 碳 -14 β衰变、 放电等提供能量的低温环境中,磁场的 N 极,邻近电源正极(立面 N 型半导体上顶), 碳 -14 与氮 -15 硅磷夹角, 有氮 -15 、碳 -14 及其β衰变产物氮 -14 、以及磷、硅、氕等基础元素,温度在 - 20 ° C 以下。环境变量有 X 射线、放电、振荡磁场、恒磁体与振荡磁场的磁共振等, β 辐射 为右手螺旋β + 电子 。不知 现场氮 -15 是否发生 核磁共振? 磁共振环境中,基础元素合成后来右旋构型 ( D 型) 核糖核酸的乏氧前分子;应在远方氕氧爆燃产生的雨云使该区域雷电、降水发生后,形成核糖核酸。 在强磁场的 S 极,邻近电源负极(立面 P 型半导体上顶), 碳 -14 硼 -11 硅铝夹角, 有 碳 -14 及其β衰变产物氮 -14 ,以及硼、铝、硅、氕等基础元素;早期物质环境有滑溜的滓泥中的黏土 —— 象陶片的 表面布满电荷的层状、平滑的黏土晶格 ,及烃类小分子等。环境变量有 X 射线、放电、振荡磁场、恒磁体与振荡磁场的磁共振、直线波(超短波、微波)辐射等,β辐射 为左手螺旋β - 电子 。 磁共振环境中, 苛刻条件完备, 有机分子开始在黏土晶格模板上集聚。 紫外线、β辐射、放电、环境微波辐射等提供能量,小有机分子在 潮滑的滓泥中 黏土晶格上,吸附、固定、连结、 聚合 , 合成左旋构型 ( L 型) 生命大分子, 直至 象陶片的黏土晶格上, 直接形成一个 活体 “人模”,得到灵魂。 生命起源时,两种手性分子中的碳元素均为碳 -14 ,β衰变使生命分子中氮渐多,碳渐少——不同阶段碳 -14 对碳 -12 的交代——与生物多样化相关? 在二氧化锗硬质底儿上,有水合物及含碳 -12 有机物的环境,碳 -14 向碳 -12 交代;从那个坨了的黏泥人模,高温中水解出左旋( L 型)的氨基酸,与另外起源的右旋( D 型)的核糖核酸汇合。仅剩的有灵魂的一滴精水,由二氧化锗催化,经形成血肉骨肌的一系列聚合,尔后分裂。此一分裂,每一单体,即人类个体灵魂;然后他们各得形象,自此分别——被置于安定的存放之所。 以上认识的源泉是《古兰经》明文,我不敢自私,如蒙何老师不弃,给规范行文描述,并以其来源请学者们证实或证伪,则对我们认识真理、辨别谬误,善莫大焉! 金XQ 2012.2.6 附录2: 2012年的五大挑战性科学实验, http://www.stdaily.com/stdaily/content/2012-02/05/content_422014.htm , 发布时间: 2012-02-05 | 作者:刘霞 http://www.stdaily.com 2012 年 02 月 05 日 来源: 中国科技网 作者: 刘霞 手性分子能级的不同可能是由弱相互作用导致的对称破缺 类地系外行星的大气光谱中可能暗示着外星生命的迹象 重力导致的微米尺度的旋转可能产生额外的维度 脉冲星发出脉冲频率的微小变化可能预示着巨大的引力波 国际千克原器 很多科学家认为, 2012 年将是“上帝粒子”现身之年;媒体也大都将焦点聚集在位于瑞士日内瓦的大型强子对撞机( LHC )之上,人们迫切期望 LHC 能在今年搜寻到被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子的“芳踪”,为人类了解宇宙进而了解人类自身提供更多的线索。与此同时,也有一些科学家正在潜心从事一些同搜寻希格斯粒子一样具有挑战性的实验,虽然这些科学家以及他们的实验并非那么广为人知,但其作用同寻找“上帝粒子”一样,都是为了解开盘旋在人类心中很久的一些谜团。 英国《自然》杂志网站近日为我们列举出了如下 5 大颇具挑战性的实验。 寻找外星生命的“蛛丝马迹” 美国哈佛—史密森尼天文物理中心的天文学家大卫·夏邦诺 1999 年时还只是哈佛大学的一名研究生,但是,他首次观测到了另一个太阳系的一颗行星通过其母星表面时,母星光度的轻微下降。现在,这样的“凌日”法是天文学家们发现行星的重要方法。科学家们可以借用这一方法了解行星和其大气的结构。当行星经过其母星,母星光线便会经过行星的最外层大气,通过仔细分析该母星的光谱,便能得知该行星的大气成分。如果科学家们能证实行星的大气中确实包含有氧气,那可能暗示这一行星上存在生命。但是,探测到氧等元素的唯一方法是在通过该行星大气的星光光谱中找到它们,而这种信号非常弱。 夏邦诺解释说:“起初,行星遮住的光线很少,一颗木星大小的行星行经一颗类似太阳的恒星时,会遮蔽约 1% 的光。而一颗更小的、地球一样大小的行星可能只能遮蔽约 0.01% 的光。接着,我们会看到该行星周围的‘洋葱皮’,那就是大气。”仅仅只有通过洋葱皮的星光拥有天文学家们正在寻找的光谱信息,然而,对于像太阳一样大小的恒星和像地球一样大小的行星来说,这无异于大海捞针。因此,利用“凌日”法了解系外行星存在诸多困难。 不过,夏邦诺表示,尽管目前还没有望远镜拥有探测到太阳本身的光线发出的微小信号所需要的灵敏度,但是,木星大小的气体巨星的大气比地球大小的气体巨星的大气大,相应地,其光谱信息也更多。自 2005 年开始,哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜等轨道望远镜已经采集到了大约 40 个气体巨星的大气光谱。夏邦诺说:“尽管最初的观察结果受到了科学家们的质疑,因为这些气体巨星并非那么普通,也并非那么富有争议。然而,这是我们迄今获得的与类地行星有关的所有信息,而且,以前没有人做到这一点。” 科学家们的最新研究成果是获得了“超级地球” GJ 1214b 的光谱,该行星的直径约是地球直径的 2.6 倍,距离地球仅 40 光年,环绕着一颗红矮星运行,是当前发现的唯一一颗超级地球系外行星——质量在地球和海王星之间,并具备稳定的大气层。科学家们对这一行星进行的分析表明,该行星的大气中充满了水蒸气或者云,而几个月前,夏邦诺和同事使用哈勃望远镜也证实了这一点。 探测一颗类日恒星周围的一颗类地行星的大气结构为我们提供了最好的机会,让我们得以探测该行星上的生物活动,不过,这种探测仪需要具备极高的灵敏度。夏邦诺热切期望美国国家航空航天局( NASA )计划了很长时间且多次延迟发射的哈勃望远镜的继任者——耗资 80 亿美元、预计将于 2018 年发射的詹姆斯·韦伯空间望远镜确实能按时进入预定轨道。他说:“如果情况真这样就好了,我们或许可以依靠它在其他星球上找到生命。” 看穿手性分子的“镜像” 生物学上存在着一种奇妙的不对称,存在着一些化学中结构上镜像对称而又不能完全重合的分子,这两种分子拥有完全一样的物理、化学性质。但是从分子的组成形状来看,它们依然是两种分子。这种情形像是镜子里和镜子外的物体那样,看上去互为对应。由于是三维结构,它们不管怎样旋转都不会重合,就像左手和右手那样,因此,科学家们将其称为手性分子。当化学家们在实验室制造这种分子时,一般会得到两种形式的混合分子,而且,依照惯例,会给它们贴上左手性或右手性的标签。但活细胞一般仅仅由左手性分子制造而成,没有人知道为什么会这样。 一种可能的解释是,标准粒子物理模型预测的自然界中四种基本力中的一种——弱相互作用调停着原子核和电子之间的某些相互作用,其对左手性和右手性分子的影响不同;而包括重力在内的其他力在每个版本的镜像宇宙中都是一样的。法国巴黎第 13 大学的伯努特·达奎解释道,从理论上而言,弱相互作用或许导致一种形式的手性分子同其镜像“双胞胎”分子的能态稍微有些不同,大约有 1015 分之一到 1020 分之一的差异。因此,如果一种形式的手性分子的振动频率为 30 太赫(频率单位,等于百亿赫),那么,它与对应的另一种手性分子的振动频率之间的差异仅为几豪赫兹甚至几微赫兹。 达奎表示,测量出这样的细微差异可能有助于我们解决生物学上的这个不对称难题,他的团队也正致力于做到这一点。这种差异甚至能让我们获得标准模型的弱相互作用理论的某些参数的值。 据达奎所知,他们的研究团队是目前全球唯一试图解决这一难题的团队。他花费了整整 3 年来组建这个由实验物理学家、量子理论学家以及化学家组成的实验团队。他们现在需要解决两个问题:首先,他们需要制造出分辨率极高的光谱仪来测量手性分子的能级。迄今最好的光谱仪能够识别出 5/1014 的能级差别,而他们需要的光谱仪的清晰度将约为目前市面上最好的光谱仪的 100 万倍。他们现在正在制造一个精确度更高的光谱仪。为了达到这样的灵敏度,他们的机器不能受到任何外部振动的影响,而且需要稳定地维持在 0.1 摄氏度以内。另外,为了能在测量分子振动频时获得所需要的精确度,达奎的实验室使用了一个分子时钟,其通过一个光纤网络与位于法国巴黎的世界时间标准原子钟相连。 科学家们面临的第二个挑战是制造出测试分子,且测试分子的不对称效应要大到足以被测量出来。因此,这个分子的中央原子应该很大,因为原子理论认为,这样会让不同形式的手性分子之间的能态差异最大,而且,当将其加热到光谱仪所要求的气体状态时,分子本身也不会分崩离析。该研究团队认为,最好的分子很有可能是甲基三氧化铼这样的分子,其两个氧原子被硫和硒所取代。不过,即使科学家们发现了一个能很好地用来做实验的分子,他们仍然需要一年时间来进行足够多的测试工作以增加信号与噪音之间的比率并得到更准确的数据。达奎表示:“问题越困难,当你解决它的时候,你就会越高兴。” 达奎表示,即使他们的实验并不能解决生物学上的这一难题,他们也不会因此而失望,因为,他们正在研发的技术将可用于对很多基础物理学理论进行测试。他说:“科学家们正在对能级更高或更低的粒子进行精确的测量,分子越复杂,测量需要解决的问题就更多,因此,我们正在研究的技术和工具将大有用武之地。” 寻找额外的空间维度 我们一直认为世界只拥有三维立体空间——左右、前后、上下,我们也认为这是一个颠扑不破的真理,无法想象还会有与其不同的情况。但超弦理论和其他试图设计出统御世界的“万物之理”的诸多尝试让很多物理学家提出了一个新观点:空间不仅仅只有三个维度。其他额外的维度很可能紧密地簇拥在一起,并因此而藏匿于我们的日常经验之外。不过,这些额外的维度也并非完全隐形,它们会对牛顿经典重力理论所预测的重力产生非常轻微的影响。能够探测到重力在这种尺度上的细微变化的实验因此能“看到”任何其他的维度。 美国华盛顿大学实验核物理和天体物理学中心的艾瑞克·阿德尔伯格于 1999 年首次听说了这种想法。他说:“有些人认为这种想法很疯狂,但是,也有些人认为这一想法很酷。”他和同事决定亲自测试这一想法。“还有比发现我们对世界维度的理解是错的更令人兴奋的事情吗?” 阿德尔伯格团队选择的工具是扭秤。他们对英国杰出的物理学家和化学家亨利·卡文迪什在上世纪 70 年代晚期首次用在实验室测量重力的扭秤进行了改良。在他们设计的现代版扭秤中,一个金属圆筒悬挂于一条丝线下,因此,圆筒能自由地扭转。圆筒底部黏贴着一个名为探测器的圆盘,圆盘上钻满了一圈小洞。距离第一个圆盘几微米之下的地方放置有第二个具有同样钻洞的名为吸引盘的圆盘。当该吸引盘旋转时,其上的小洞之间的物质会对名为探测器的圆盘上的小洞之间的物质施加一个微小的引力。这种力会让悬挂圆筒的丝线发生扭曲,导致圆筒旋转几十亿分之一度。 为了确保探测器圆盘是对重力而非其他力作出反应,以上设备必须完全由非磁性材料制成,并且所有材料的表面都需要用金包裹以便让电荷在设备上传播开来。这些设备也必须被制作得非常完美且不能受到任何震动(包括汽车驶入外面的停车场产生的震动等)的影响。阿德尔伯格表示:“我们在周末午夜到凌晨四点得到的数据最好。得到好数据的时间实在太短暂了,这令人有点沮丧。” 迄今为止,阿德尔伯格团队能够确定的是,不存在大于 44 微米的额外维度。他的两名研究生以及全球其他科研团队正努力让这一极值变得更小。但是,他表示,额外的维度越小,他们所需要耗费的时间就越长。他说:“如果存在着一个 30 微米的维度,那么,验证它的存在将花费 1 年。” 但是,阿德尔伯格似乎不惧这种不确定性和可能面临的诸多困难,他相信他们一定会成功。他说:“事情越困难,当你解决事情的时候,你的感觉就越好。” 捕捉引力波 美国国家射电天文台的天文学家斯科特·兰瑟姆目前正尝试通过观察银河系中最精确的自然钟——脉冲星来捕捉爱因斯坦广义相对论最基础的一个预测——引力波。他说:“引力波将为我们打开一扇新窗户,让我们可以以全新的角度认识宇宙。如果捕捉到引力波,我们就能用质量代替光来理解宇宙。”不过,他也表示,这一研究可能要耗费 10 年才能得到第一个结果。 兰瑟姆表示,关于万有引力的本质是什么,牛顿认为其是一种即时超距作用,不需要传递的“信使”;而爱因斯坦则认为万有引力是一种跟电磁波一样的波动,并将其称为引力波。爱因斯坦认为,引力波是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递。兰瑟姆说:“就像轻轻摇动一个电子就会导致周围的电场和磁场出现波纹来向外传递光和其他形式的辐射一样,当你摇动某些庞然大物时,它就会释放出引力波。” 然而,遗憾的是,即使一种非常大的引力波泼洒在地球表面,也只能将地球稍微压扁,导致其直径增加约 10 纳米左右。很多地面实验希望能探测到这样的细微抖动,比如,由加州理工学院和麻省理工学院携手进行的激光干涉引力波观测站( LIGO )就一直试图将引力波的真正信号与驶过的车辆产生的噪音、雷声甚至 100 公里远的海波的涨落所导致的背景噪音分离开来。 兰瑟姆和热心这项研究的同事正朝着一条他们认为更简单易行的道路前进:他们希望通过观察脉冲星来获得引力波的信号。脉冲星是一种超级稠密的星体,其中有些脉冲星一秒钟之内会旋转数千次,每次都会释放出一束辐射,时间不足 100 纳秒。该研究团队希望监测大约 20 个这样的遍布整个天空的脉冲星,以找到非常低频的引力波收缩或者扩展它们和地球之间的时空所导致的辐射时间的偏差。他们认为,信号最强烈的引力波的一个来源是遥远的、相互碰撞的星系内质量庞大的黑洞长达数年的跳动。 兰瑟姆是 10 个致力于解决这一问题的人中的一个,这些人由国际脉冲星计时阵联盟统一协调。好消息是,他们不需要额外研制任何工具:现在世界上最大的单碟片望远镜——位于波多黎各的阿瑞西波无线电望远镜能胜任这项工作。坏消息是,需要对脉冲星进行大约 10 年的监测工作才能捕捉到环绕黑洞旋转的脉冲星发出的引力波。迄今为止长达 5 年的研究中,他们仅仅对 6 颗脉冲星进行了计时测量。 兰瑟姆表示:“让我们感到兴奋的事情是,随着时间的推移,我们发现引力波的机会越来越大,只要我们有信心,我们就能看到引力波。” 对千克进行重新定义 自 1889 年以来,“千克”这一重量是由放在法国巴黎国际度量衡局( BIMP )的一个铂铱合金( 90% 的铂, 10% 的铱)圆筒所定义,它的高和直径都是约 39 毫米。该合金于 1879 年制成,经仔细调校,符合自 18 世纪法国大革命以来“千克”的重量,并于 10 年后被采纳,成为国际千克原器。国际千克原器被放置在巴黎市郊的地下室内,人们一直认为这一合金的质量不会改变。 在国际单位制里,除了“千克”,其余 6 个单位“米”“秒”“安培”“摩尔”等都不是以物体来定义的,质量是唯一一个以物体来定义的国际单位。用物体来定义重量单位的一个缺点就是物体的重量会随着时间的流逝而改变。实际上,到了 1992 年,国际千克原器的质量就发生了变化。经与其他“千克”原器相比,国际千克原器变化了约 50 微克,相当于一个直径 0.4 毫米的小沙粒。 BIPM 质量部主管艾伦·皮卡德说:“确切地说,我们无法确定它的质量是多了还是少了。这一变化可能是由于表面影响,失去了表面原子或结合了污染物。” 美国国家标准与技术研究院工程师乔恩·普拉特表示:“到了我们需要对千克进行重新定义的时候了。”普拉特是参与重新定义千克的诸多度量衡学者中的一名。 参与这项研究的科学家们的基本想法是让千克成为基本的物理学常量,就像现在用光在真空中的行进速度来定义米一样:在真空中行进的光在 299792458 分之一秒内旅行的距离为一米。有鉴于此,这些科学家正研究以更稳定的量子力学常数——普朗克常数 h 取代物体,重新对“千克”下定义,并尽快达成 200 年来科学界寻求用稳定数字来统一度量制度的目标。物理常量普朗克常数反映的是量子力学中能量子的大小,每一份能量子等于 hv , v 为辐射电磁波的频率, h 为普朗克常数。将这一等式与更加著名的 E=mc2 结合在一起,科学家们就可以据此定义质量了。 然而,为普朗克常数确定一个精确的数值本身也是一项非常复杂的工作,目前科学界有两种不同的方法来确定普朗克常数的数值,而他们得到的结果却并不一致,由此也让科学家们对千克进行重新定义变得更加困难。 其中一种方法利用的是瓦特平衡法(也叫瓦特天平)来定义普朗克常数。科学家们的想法是:瓦特天平的一端包含有一个普通天平,刚开始,研究人员把一个质量为 m 的物体悬挂在普通天平的一端,另一端挂着一段总长为 L 的线圈,线圈位于一个磁场强度为 B 的磁场中。在线圈中通以强度为 i 的电流,线圈就受到了一个大小为 BLi 的力的作用。仔细调节电流强度直至天平恰好平衡(也就是使 mg=BLi ),再通过一系列等式就可以与普朗克常数联系起来。但实际情况却并非如此简单。科学家们仍然需要测量其他数值,比如,本地重力的大小、最大的误差源以及避免任何形式的振动。 2007 年,普拉特采用瓦特天平法测量出了迄今最精确的一个普朗克常数数值—— 6.62606891 × 1034Js ,误差相对不确定度为 36/109 。但是,另一个由英国国家物理实验所( NPL )制造、现放置于加拿大国家研究委员会国家测量标准研究所的测量仪器提供了一个不同于美国国家标准与技术研究院的结果,其数值更小。 另外一种获得科学界认可的测量普朗克常数的方法是计数一块纯物质样本的原子数的数量,科学家们由此可以确定阿伏伽德罗常数( 0.012 千克碳 12 中包含的碳 12 的原子数量)的大小。而阿伏伽德罗常数通过另一系列等式,也可以与普朗克常数产生关联。 2008 年,德国联邦物理和技术事务研究所的科学家开始利用两个几乎完美的 1 千克半球进行试验,半球由纯度高达 99.995% 的硅 28 制成。自此,他们开始使用高精度的激光干涉仪来确定半球的体积;使用 X 射线衍射来确定其晶体结构,以便更加精确地计算出原子的数量。到目前为止,他们测出的阿伏伽德罗常数为 6.02214082 × 1023 ,误差相对不确定度仅仅为 30/109 。他们再经过一系列等式和换算后得到的普朗克常数的数值与英国国家物理实验所的瓦特天平测量法提供的结果相符合,但与美国国家标准与技术研究院给出的数值不符。 截止到 2010 年,普朗克常数的推荐值一般定义为 6.62606957 × 1034Js ,其相对不确定度为 44/109 。有些人表示,这一数值足以用来对千克进行重新定义。但是,也有人认为,需要将误差相对不确定度缩小到 20/109 才能对千克进行重新定义。 普拉特表示:“要想做到这一点可能还需耗费一段时间,我们还要进行一些更严苛更困难的测量工作。” 据国外媒体报道,鉴于国际千克原器质量的变化给物理学家带来了巨大的理论挑战,尤其是对那些需要精确测量的复杂实验而言,因此,在去年 10 月 21 日召开的第 24 届国际计量大会上,国际单位委员会决定淘汰千克原器,用基于普朗克常数 h 的数值来代替“千克”。 大会还表示,在 2014 年之前“将不会采用这一常数”,此前还将通过实验评估测量技术的精确性,以确保相对不确定度在 20/109 以内。如果今后用普朗克常数来表示质量,日常生活不会受到任何影响,比如要买 500 毫克阿司匹林、半公斤胡萝卜或一艘 5 万吨的游船,千克仍然是千克。然而,这一变化却会立即对专业实验室的高精检测产生重大影响。(记者 刘霞 综合外电) 《科技日报》( 2012-02-05 二版)
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[转载]研究发现家庭暴力会增加孩子患焦虑症的风险
热度 1 xuxiaxx 2011-12-8 10:30
新华网伦敦12月6日专电(记者黄堃)英国一项最新研究发现,遭受家庭暴力的孩子患焦虑症等精神疾病的风险会增加,其大脑发生的变化甚至可以比拟经历残酷战争的士兵大脑发生的变化。   英国伦敦大学学院等机构研究人员在6日新一期《当代生物学》杂志上发表报告说,研究人员在试验中让40多名儿童分别观看悲伤、冷静或生气等不同面部表情的图片,同时用功能磁共振成像技术对他们大脑的活动进行扫描。   在这些孩子中,约一半人曾经遭受过家庭暴力,还因此被送入社会救助机构,这部分孩子的平均年龄为12岁。研究发现,他们在看到生气表情的图片时,大脑中前脑岛和杏仁核两个区域的活动幅度要明显大于那些正常成长的孩子。   据介绍,这两个区域与紧张情绪有关,以前研究人员也曾在经历过残酷战争的士兵的大脑中发现这种变化。由此可见,家庭暴力对孩子的影响可与战争对成人的影响相提并论。   研究人员埃蒙·麦克罗里说,这种影响可能会导致孩子以后出现焦虑症等精神疾病的风险增加,他呼吁人们尽量让家庭暴力远离孩子。 来源:新华网
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[转载]fMRI技术用于读脑
bnuzgy 2011-11-16 16:49
在被试观看视频时记录功能磁共振信号,然后用fMRI信号重建电影的内容。下面的视频中,左边是被试看到的视频,右边是重建的视频。虽然还不够清晰,但足够科幻,足够震撼了。这个研究重建的只是被试看到的东西,如果能重建被试在想象的内容,那就是读心术了。 http://v.youku.com/v_show/id_XMzA3MDg1NDA0.html 最近nature上又出了一篇读脑的文章: Constructing scenes from objects in human occipitotemporal cortex 看来读脑技术离我们越来越近了,期待更好的成果!
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晒晒我的磁共振无线输电设备
热度 8 fanjing1 2011-10-8 11:15
晒晒我的磁共振无线输电设备
基于强磁耦合共振的无线电力传输.pdf 无线非辐射中距离电力传输.pdf 2008年,我开始研究基于磁共振原理的无线电力传输。报了个省级项目,没有批,连个原因都没有说明,从此对省级项目伤了心。好在我们学校的领导开明,搞了4000元的校内科研经费 ,开始了我的研究。我有个习惯,好的英文文章都会翻译成中文,便于以后反复研读。毕竟我的英文只能一目一行,而中文却可以一目十行。磁共振领域里有两篇文章最牛,我已翻译好,供广大的土鳖们享用。发现广大博友喜欢看图,晒一下。
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[转载]目标是打造成一个欧洲卓越科研中心
Helmholtz 2011-7-22 17:50
于利希和 马斯特里赫特就超高场磁共振成像签署合作协议 马斯特里赫特 / 于利希, 2010 年 4 月 28 日 消息 – 于利希研究中心和马斯特里赫特大学于周三就超高场磁共振成像签署了合作协议。通过这项技术将获得具有前所未有清晰度的人脑图像。 “协议的签署将使两家单位拥有在大脑研究领域优良并且也是互补性的专业知识可以有机地结合在一起”,研究中心主席阿希姆.巴赫姆教授在马斯特里赫特大学举办的仪式上说。“我们的共同目标是要打造一个欧洲卓越中心。” 于利希拥有同时结合正电子放射成像 ( PET )的 9.4 特斯拉磁共振成像 ( MRI ) 设备 – 这是 全球唯一的大型成像设备。为了优化并融合这两种技术,于利希中心的物理学家和医生在一起密切合作。马斯特里赫特大学的优势则更在开发涉及成像技术的新的数据分析方法以及神经心理学领域。 于利希研究中心神经科学与医学研究所所长乔恩 . 沙阿教授 高度评价了至今的 合作交流 :“ 我们已经定期交流双边科研人员。在玛丽居里培训基金项目的支持下,我们在未来 3 年可以在联合科研项目中各自招收 3 名博士生和一名博士后。”另一个合作项目是要开发一套面向超高场磁共振成像用户的的培训规划。
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做实验被试者的感受
Psychiatryzhang 2011-7-22 00:30
今天晚上应研究组内成员之邀,完整的做了一次磁共振实验的志愿者,本来是想得到一次“免费”的头颅磁共振检查,熟知这个健康志愿者也并非所有人均能胜任。首先,要对科学研究有着正确的 态度,不能像我这样参加实验之前先在自己的心里打起了小算盘。你的真心付出有可能为人类健康事业贡献一大步;其次,要了解实验的流程和目的,这样在实验的过程中不至于有找不到北的感觉;然后,要坦然面对实验中的种种现象。磁共振实验最要命的就是空间幽闭和噪声,对于前者我倒是没有特殊的感受,只是觉得空间狭小,加之不能随意运动,尤其是头部,所以待时间长了还是有点全身不自在;而后者则是我这次实验感触最深的,由于扫描序列和射频脉冲的不断变化,磁共振的永磁体会产生震动和巨大的噪声,那震动有时会让你的身体不自觉的跟着抖动;我们虽然进行了常规的耳塞防护仍然抵御不了那强烈的噪声,二者这些噪声的频率和音调还在不停变化之中,让人更难免产生心烦气躁的感觉。我们经常在患者进入磁共振之前都会象征性的安慰他/她说:在里面别紧张,就像睡觉一样。话虽这样说,可有些患者还是难以忍受超过30分钟以上的扫面时间,更别说合并焦虑情绪的精神患者了。所以每次说这句话都有种站着说话不腰疼的感觉,此次亲身经历,也算体验了一把“事非经过不知难”,以后终于可以不站着说话了!
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[转载]挥鞭伤
姜汁红茶 2011-4-25 01:39
1.挥鞭综合征(Whiplash injury syndrome)最早是由Growe(1928)提出并命名的。它是一组由各种外力作用引起颈部过伸、过屈或过度倾斜所致,而没有颈椎骨折、脱位或半脱位的以颈髓中央损伤为主的临床症候群。常以C4~8多见,脑脊液检查基本正常,颈部X线检查无明显异常。 2.损伤机制的探讨颈髓挥鞭综合征多发生在机动午急刹车或其它各种事故引起颈部过伸、过屈或过度倾斜时。 脊柱运动力学研究表明:由于颈椎椎管狭窄(尤其(4-7)及颈椎韧带具有能适应足够大的变形特点,脊髓在纵轴方向有较好的弹性及适应性.而在水平方向上适应性很差,而且,颈椎骨与韧带在刚度及能量的吸收方面亦存在差异。因此,无论加速、减速或旋转运动,还是过伸、过屈,当运动的颈髓段回到原状态时,仍处于适应运动状态的韧带将会对脊髓造成损伤,此时,下位颈椎-晗似鞭柄,上位颈椎好似鞭稍,引起挥鞭样损伤。 Jonald-j认为,当过伸运动时.损伤的发生与黄韧带的扣带机制及椎板和椎体的后缘钳夹机制有关;而过屈运动则常与骨折、脱位有关;当处1减速损伤时,常易致椎前韧带及椎间盘受损;当处于加速损伤时,常易致后部韧带受损。值得注意的足,临床上大多数患者常常伴有以四肢瘫痪、颈部及以下痛温觉异常(常上肢苇于下肢)等以脊髓损伤症状为主的中央症候群。 3.MRI表现 可全面反映其颈椎及周围结构的各种损伤性病理改变。 (1)椎前间隙出血,是颈椎挥鞭伤另一较有特征性MR表现。颈椎的过伸性运动,导致椎前肌肉、血管牵拉性损伤,并发生出血水肿,软组织增厚,在矢状位T1加权上显示为明显长T1高信号条状或梭形影,常见于咽后壁,可向下延伸至后上纵隔,且常 使气道受压狭窄。 (2)项后软组织撕裂伤。常为颈椎过屈性运动,导致颈夹肌、多裂肌、头夹肌和头半棘肌牵拉性损伤,以及棘上韧带、棘间韧带断裂性损伤,并发生水肿、出血或肿胀,在矢状位T1加权上亦为斑片状不均高信号影. 颈髓挥鞭综合征法医学鉴定中的应用.pdf 颈椎挥鞭伤的MRI诊断.pdf
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[转载]尿崩症与垂体
姜汁红茶 2011-4-23 15:34
中枢性尿崩症 Central Diabetes Insipidus CDI * 特发性CDI 以选择性下丘脑一神经垂体系统功能低下为特征,但其原因不明。 *此型患者的下丘脑视上核与室旁核内神经元数目减少,Nissil颗粒耗尽,AVP合成酶缺陷,垂体后叶缩小。 *Imura等汜1通过对特发性CDI患者组织活检,证实部分垂体有炎性细胞浸润,主要是淋巴细胞和浆细胞,经染色后证实淋巴细胞属T细胞,浆细胞为多克隆型,并提出 下丘脑一神经垂体炎 是特发性CDI的一个常见病因。 *Pivonello等也发现 自身免疫性 中枢性尿崩症尤其多见于儿童,影像学检查多发现垂体柄增厚。该实验通过检测无临床尿崩症状的自身免疫性疾病患者的血管加压素细胞抗体(AVP-cAb),观察抗体与垂体后叶功能减退的关系,证明在l/3的特发性CDI患者中可检出AVPcAb。 自身免疫性炎性改变是可能病因! *CDI的发生 可合并垂体前叶功能的低减 ,当CDI患者出现水电解质紊乱常预示垂体性肾上腺皮质功能不全,是鞍区病变进展、病情加重的一个临床表现。 尿崩症患者要了解水电解质平衡情况及肾上腺皮质激素情况! *CDI的MRI表现主要为:鞍内或鞍上肿块及垂体柄受压移位、垂体柄断裂或显示不清、垂体柄增粗、垂体柄结节、垂体后叶高信号消失。其中 最多见的为 垂体柄增粗 和 垂体后叶高信号消失 。 * 垂体后叶高信号 的成因及丢失意义: 垂体后叶在Tl相产生高信号的原因普遍认为是 含AVP的神经分泌颗粒使垂体后叶T1值下降所致 ,且信号强度与颗粒量有关;此外可能与下丘脑神经分泌细胞 轴突覆盖的磷脂 、垂体柄至垂体后叶 静脉血流速度缓慢 有关”。因此当神经垂体通道被破坏或中断时,血流减慢、轴突退化,使含ADH的神经分泌颗粒量减少,抗利尿激素的合成或分泌不足,垂体后叶T1WI高信号消失,是CDI的MRI特征性表现之一。 * 垂体柄增粗 也属于中枢性尿崩症的MRI改变之一。尿崩症出现垂体柄增粗与垂体柄内纤维束和垂体后叶相连有关,垂体柄增粗及信号改变的原因包括组织细胞增生症X、生殖细胞瘤、转移瘤、结节病及结核等¨。但CDI的炎性浸润病变也表现为垂体柄明显增粗、增强后明显强化、垂体后叶高信号消失等。 垂体柄增粗及明显强化可以是肿瘤等原因,也可源于非特异性炎性浸润! *因MRI对CDI肿瘤或炎性病变的定性诊断有一定局限性,提示对原因不明的垂体柄增粗的中枢性尿崩症患者宜不断追踪观察以及时发现潜在的疾病。另外对于鞍区MRI无明确病变的尿崩症患者也要追踪观察。
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[转载]英科学家研发新碳基超导物质 磁共振成本可降
byfan 2010-5-26 22:55
英科学家研发新碳基超导物质 磁共振成本可降 时间: 2010-05-26 14:22 来源: 科技日报 研究人员表示,新发现将有助于降低诸如磁共振成像扫描仪及其他依赖超导体的能源存储应用的成本。    图为嵌入到面心立方Cs3C60中的 介子 英国利物浦大学和杜伦大学的研究人员发现,通过施加一定的压力,改变C60的晶体结构,不同C60晶体结构下的Cs3C60能够从磁绝缘体转变为超导体,而其超导转化温度也从38K转化为35K。 研究人员在最新一期的《自然》杂志上撰文指出,他们使用英国卢瑟福阿普尔顿实验室的散裂中子源(ISIS)和同步辐射光源(Diamond)及位于法国的欧洲同步辐射设施成功证明,金属原子铯(Cs)和巴基球(碳原子组成的一种天然分子,又称为C60,其分子结构类似于巴克敏斯特富勒设计的某种圆顶,因而得名)组成的新物质Cs3C60本身并不导电,但其在受到挤压时会变成高温超导体。施加在该物体上的压力会使得C60收缩,由体心立方结构转变为面心立方晶体结构,同时,克服了电子之间的排斥力,使得电子能够成双结对、毫无阻力地通过物质。 该研究是英国工程与自然科学研究理事会资助的一个研究项目的一部分,旨在调查可使用什么方法制造出在更高温度下工作的超导体,在减少成本的同时让这些物质处于最适宜的温度,应用范围更广。 研究人员表示,C60与碱金属作用能形成AxC60(A代表钾、铷、铯等),它们都是超导体。基于碳的超导物质的优势在于,不同的碳结构具有不同的特征,因此,制造出的物质具有不同的功能和属性。碳基超导物质结构的灵活性让科学家可更好地厘清高温超导产生的内在机制,了解如何制造更高温度的超导体,碳基高温超导物质或将成为未来的主流。 利物浦大学的无机化学教授马修罗塞斯基称,这是人们首次证明,控制一个高温超导体中的分子的排列方式可控制其属性,比如C60就可以做到这一点。 英国杜伦大学化学系教授科斯马斯普拉斯德斯表示,新研究对高温超导领域的发展非常重要,因为它让人们看到了超导性在何时突破绝缘状态破土而出,而不用考虑原子的具体结构如何,这是以前的任何物质都无法做到的。(刘霞) 从1911 年荷兰人昂尼斯意外发现水银电阻突然消失开始,到明年超导现象整整陪伴人类100年。回首往事,这位百岁老人有过落寞惆怅,也有过绚丽辉煌。尤其是 1987年那波临界温度步步高的超导热浪,一直为人津津乐道。脱下厚重的棉袍,似已成为科学家对这位老者不变的期待,因为那将是一场其意义不亚于半导体材料的新技术革命。新碳基超导物质的最新发现固然可贺,但我们更渴望高温超导在理论上突破,从而彻底摆脱该领域僵持已久的胶着。
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焦虑与抑郁的磁共振研究文献分析
xupeiyang 2010-4-2 08:50
最新研究报道 http://news.xinhuanet.com/english2010/health/2010-04/02/c_13234402.htm LOS ANGELES, April 1 (Xinhua) -- Anxiety may modify depression for better or for worse, indicating a link between the two, U.S. researchers suggest. By using functional Magnetic Resonance Imaging (MRI), researchers at the University of Illinois looked at brain activity in subjects who were depressed and not anxious, anxious but not depressed, or who exhibited varying degrees of depression and one or both types of anxiety. The researchers took into account two types of anxiety: anxious arousal, the fearful vigilance that sometimes turns into panic; and anxious apprehension, better known as worry. http://www.gopubmed.org/web/gopubmed/4?WEB0m67ovw19fuinI3I1I00f01000j100200010 anxiety and depression and Magnetic Resonance Imaging 329 documents semantically analyzed 1 2 Top Years Publications 2008 55 2009 49 2007 36 2006 32 2005 27 2004 23 2003 23 2001 19 2002 18 2010 12 2000 8 1996 5 1999 4 1995 4 1998 3 1993 3 1997 2 1988 2 1994 1 1991 1 1 2 1 2 Top Countries Publications USA 126 United Kingdom 37 Germany 23 Italy 22 Australia 17 Japan 13 Canada 12 France 11 Netherlands 10 Brazil 7 Spain 5 Switzerland 4 Turkey 4 South Korea 3 Israel 3 China 3 Austria 2 Norway 2 Hungary 2 South Africa 2 1 2 1 2 3 ... 7 Top Cities Publications Bethesda 21 New York 14 London 14 Oxford 10 Trieste 9 Boston 8 Melbourne 7 San Antonio 7 Los Angeles 6 Ann Arbor 5 Toronto 5 Pittsburgh 5 Rome 5 Montreal 4 So Paulo 4 Freiburg 4 San Diego 4 Baltimore 4 Amsterdam 4 Grenoble 3 1 2 3 ... 7 1 2 3 ... 9 Top Journals Publications Biol Psychiat 18 Neuroimage 10 Psychiat Res 8 Am J Psychiat 8 Arch Gen Psychiat 8 Biol Psychiatry 7 Neuropsychopharmacol 7 Cns Spectr 6 Encephale 5 Epilepsia 5 Depress Anxiety 5 J Neurol Neurosur Ps 5 J Affect Disord 4 Mol Psychiatry 4 J Neurol 4 Neuropsychologia 3 J Clin Psychiatry 3 J Neurol Neurosurg Psychiatry 3 Arch Gen Psychiatry 3 Zh Nevrol Psikhiatr Im S S Korsakova 3 1 2 3 ... 9 1 2 3 ... 83 Top Terms Publications Magnetic Resonance Imaging 317 Humans 303 Depression 286 Anxiety 277 Patients 207 Adult 197 Magnetic Resonance Spectroscopy 178 Middle Aged 147 Brain 122 Anxiety Disorders 92 Depressive Disorder 79 Evaluation Studies as Topic 75 Diagnosis 73 Neuropsychological Tests 72 Amygdala 69 Adolescent 67 amygdala development 65 Aged 64 Emotions 60 Depressive Disorder, Major 52 1 2 3 ... 83 1 2 3 ... 91 Top Authors Publications Drevets W 10 Charney D 9 Cazzato G 8 Pine D 7 Nugent A 6 Zivadinov R 6 Zorzon M 6 Brammer M 5 Rauch S 5 Bain E 5 Luckenbaugh D 5 Nasuelli D 5 Bratina A 5 Ukmar M 5 Cowen P 4 Wen W 4 Carson R 4 Soares J 4 Hatch J 4 Sachdev P 4 1 2 3 ... 91
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射频和微波波谱学(转载)
bywindlw 2009-5-28 12:02
射频和微波波谱学 radio and microwave spectroscopy 通过射频或微波电磁场与物质的共振相互作用,研究物质的性态、结构和运动的物理学分支学科,简称波谱学。它研究的对象可以是原子、分子及其凝聚态,也可以是中子、质子、电子、原子核和等离子体等。实验观察既可以在稳定状态,也可以在动态甚至在短暂的瞬态中进行。射频和微波电磁波的频率范围约为10~10Hz,随着理论和实验技术的发展,波谱学正在向更高频段延伸。  波谱学的研究主要分为:①原子、分子(稀薄气体、原子束、分子束)的共振发射或吸收;②电子自旋共振(电子顺磁共振);③核磁共振;④核电四极矩共振;⑤双共振和多重共振(见光磁共振)。本条仅述及与波谱学相关的原子、分子物理学的重要发展以及波谱学的应用问题。  简史 20世纪30年代末期以前,原子物理的光谱学实验主要在可见光波段内进行,它以测量波长为主,当时只能观察和初步测量一些核的磁超精细结构及少数核的电四极矩对其的影响(见原子光谱的超精细结构),测量准确度不高;在分子物理方面,因分子带状光谱主要在红外波段,当时观察仪器的灵敏度和分辨率都较差,准确测量分子结构和超精细作用等更为不易。 1933年C.E.克利顿和N.H.威廉斯首先在微波波段探索氨分子的谱线,成为微波波谱学的先河。1938年I.I.拉比等人的著名实验开创了原子束和分子束对电磁波共振的研究。第二次世界大战以后,由于电子学和微波技术的进展,探测仪器的灵敏度、分辨率有了大幅度的提高,又因实验技术的革新,除碰撞法(见电子同原子碰撞)外的原子和分子物理重要实验,主要是在微波波段内以共振方法进行的。..扎沃伊斯基(1945)对电子自旋共振、F.布洛赫和E.M.珀塞耳(1946)对核磁共振、H.G.德梅尔特和H.克吕格尔(1951)对核电四极矩共振实验观察的成功,使波谱学迅速扩展到射频波段。A.卡斯特勒(1950)光抽运的倡始(见激光器),射电星际波谱(1951)的出现,使波谱学内容更加丰富充实。波谱学的测量以频率为主,这种测量的准确度比可见光和红外波段内测量波长所得的结果,一般提高百万倍以上。因测量准确度的提高,观察到的新现象接踵出现。  原子磁超精细结构的测定 早在1927年,人们由铋(Bi)离子的光谱实验中发现了原子谱线的磁超精细结构。采用原子微波共振法进行测量后,测量准确度提高很多,突出的成就是对铯 的基态超精细跃迁频率的测量,准确度可达110;并测定了许多前所未测的原子。1954年还测得碘 (I)、铟(In)、镓(Ga)等原子磁八极矩的影响。  兰姆移位 微波原子波谱实验的另一突出成就是测出辐射场对原子态的影响,发现兰姆移位,如氢的2sS态对2pP态的移位为1057.8450.009MHz(依玻尔和狄克理论这二态是重合的),导致了量子电动力学理论的建立。1960年激光问世后,采用新的技术,又发现和测定了氢原子基态1sS的兰姆移位。  、变异 由实验测定结合理论计算,发现电子和子自旋 因子(应为 2)和精细结构常数 的变异。测定电子的为2(1.0011596220.000000027)(见原子磁矩),氢原子基态跃迁的精细结构常数的倒数为137.03570.0008。  核电四极矩超精细结构的准确测定 自然界中有许多原子核电荷的分布偏离球形对称,早在20世纪30年代在铕离子(Eu)的磁超精细结构的异变中发现, 理论上借核电四极矩和它周围电场梯度相互作用(简称核电四极矩耦合)的能量校正,得到解释。用原子束在微波波段进行频率测量后,提高了准确度,并测得了许多核电四极矩耦合常数。用射频核四极共振直接测量频率后,工作开展得更快,除大幅度提高了测量准确度外,还测出核电四极矩耦合受化学结构、固体点阵温度、相变、位错、缺陷、掺杂、纯度、热振动等影响。1954年,又测出了射频和微波波谱学 核电十六极矩的影响(见核电四极矩共振)。  分子结构的准确测定 利用微波分子波谱方法对分子结构作了大量的高准确测定。如用微波共振法对CsCl分子测定了Cl 和Cl 的同位素质量比为 0.94597810.0000030,测定OCS分子中的键长为:[]还准确测量了分子中原子的质量和超精细结构常数等。  星际分子波谱的研究 星际波谱学是射频波谱学渗透到天文学中的边缘学科。1951年首次发现太空中存在氢原子基态1420MHz(21cm 波段)超精细跃迁的受激发射。1963年由星际波谱确认太空中存在(OH)基团,这是60年代天文学上四大发现之一。此后陆续发现在宇宙空间还存在有H、CO、HCN、HCO 等60多种分子或原子团。有些分子和原子团(自由基)如HCN、NHC和HCO等是在地面上的实验室从来没有发现过的或极不稳定的,但在星际空间极为稳定,能长期存在。星际分子波谱的研究向人们提供了了解星际分子的激发机理、分子的形成或分解过程及其机理的信息。这些知识关系到天体演化、生命起源和原子核的形成和动态反应等极有意义的问题;是天文学、物理学、化学和生物学上相互关联的活跃的前沿研究课题。  和其他学科的关系 波谱学的研究,导致微波受激发射放大(量子放大)的出现,实现了超低噪声放大和超纯频率的高稳定振荡、导致激光的问世,并开辟了量子电子学这一新兴学科。氢激射器的研制建立,得到目前长期频率稳定度最优(达10)的自激型的原子钟。光抽运铷激光器的成功运转,建立了秒以下短期频率稳定度最佳(优于10)的频率标准。  波谱学上频率的准确测定提高了物理学基本单位和基本常数的准确度,验证了相对论,推动了原子、分子及其凝聚态的结构和运动的准确实验和理论计算,激励了量子电动力学的产生,对自然科学、应用科学和工程技术的高精度和高准确计量,起了先导的作用。  波谱学理论和分析技术应用于化学方面,可分析有机分子的立体结构、催化机理、瞬态反应等;应用于生物学方面,可分析酶、激毒、细胞膜等生物大分子,并有助于对癌的早期诊断和开展遗传工程的研究;核磁共振的自旋密度成像技术及核磁显微镜为生物医学研究和应用提供了绝妙的手段。此外还可用作各种材料高纯度的准确测定、超痕量杂质的分析、同位素的高效分离、药物纯度的高准确鉴定、环境污染的痕量分析和土壤成分的细致分析等。  波谱学的前沿研究有高激发态原子、分子的探测;强电磁场下原子态的研究;高分辨激光光谱,激光高速冷却,囚禁和测量单个原子,高分辨固体核磁共振和核电四极共振,以及质子核磁成像和超导、超流情态下的共振等。配合傅里叶变换和计算机的控制和分析,灵活应用双共振和多重共振,还可使波谱学的分析能力、准确度、探测效率不断地提高。                  王天眷
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