培养神经元网络结构及其自发放电模式

引言 内在自发同步信号在中枢神经系统的许多部位观察到，被认为在突触连接和网络的形成以及学习过程中起着重要作用。揭示培养神经元网络自发活动的规律，是理解大脑内网络活动首要的先决条件。但令人吃惊的是对于自发活动的来源和控制因素了解的还不多。多电极阵列（multi electrode array，MEA）系统能同时无损检测多个神经元的电生理活动，有着高的时间分辨（〈ms）和较好的空间分辨（～μm），利用这项技术可以观察大脑神经元网络的自发同步活动，从而了解网络是如何组织，     

生物体扫描图象的"仿荧光"三维重建

提出一种针对生物体共焦层析图象的三维重建算法，在荧光激发数学模型的基础上研究定向光线在空间中的传输，逐层递推得到任意方向上的消隐视图。该算法可较好重现试样的半透明效果，根据需要调整参数可使同一试样呈现透明、半透明或不透明的外观，辅助定向光源的引入有助于突出深层组织的细节结构，且具有其它算法无法比拟的运算速度。给出了算法的实现及实例。     

用标记技术实时观察中性粒细胞吞噬病原体

目的　试图建立一种快速、直接判断中性粒细胞的吞噬、杀菌功能的标准方法 ,并对该方法进行分析与评价。方法　将带有绿色荧光蛋白 (GFP)基因的PRSETB质粒转化为大肠埃希菌BL2 1 ,利用BL2 1 高效表达GFP后发出强烈绿色荧光的特点 ,用电荷耦合器件 (CCD)耦合荧光显微镜连续记录中性粒细胞对大肠埃希菌粘附、内吞、消化和残体外排的全过程。结果　粘附过程 :BL2 1 在中性粒细胞膜表面停顿约 1 5s(1 5 0± 0 15s) ,为抗原识别过程 ;内吞过程 :中性粒细胞膜内陷、伸出伪足将大肠埃希菌包裹 ,并向细胞中心移动 ,持续时间可达 132s(132± 14s) ;消化过程 :当大肠埃希菌进入中性粒细胞胞体后 ,其杆状体逐渐变短 ,GFP发出的荧光强度逐渐变弱 ,持续时间约为 35 0s(35 0± 32s) ;残体外排过程 :可观察到溶酶体残体由中性粒细胞中心向胞膜运动 ,最后排出 ,持续时间约为 140s(140± 2 7s)。结论　该方法利用光子学显像和基因标记相结合的技术可以实时、连续观察中性粒细胞对大肠埃希菌的吞噬杀菌过程 ,对临床治疗有重要意义。     

脑皮层功能活动与病理状态光学检测方法研究进展

光学成像方法具备高时间、空间分辨率和多参数的信息获取能力，在神经科学研究中发挥着重要的作用，受到广泛关注。简要介绍和评述了用于脑皮层功能检测的主要光学成像方法，并重点讨论了其中两种方法——内源光信号成像与激光散斑成像的基本原理、技术进展，以及在脑功能活动与病理状态检测中的应用。     

用近红外功能成像技术研究语义和知觉编码过程中左前额叶的活动

目的用近红外光学功能成像技术研究语义与知觉编码过程中的左前额叶活动.方法实时记录22名青年被试者(男女各半)在语义和知觉加工过程中760 nm和850 nm两个波长近红外连续光透过额骨和左前额皮层后的漫射光强变化,并以此表征该皮层区血容(CBV)和血氧的变化.语义加工要求被试者用两个非相关的汉字词对组成一个有意义的句子;知觉加工则要求被试者判断两个词是否具有相同的结构组合以及两个词对中左右结构的差别. 结果结果显示,与知觉加工相比,语义加工时左下前额叶活动增多.该区域大致对应布德曼45、47区的一部分. 结论成功地利用近红外功能成像技术观测了语义与知觉编码过程中的左前额叶活动,获得了与fMRI和断层成象技术(PET)研究相近的结果,进一步证实了左前额叶在语义加工中的作用.     

"虚拟中国人男性一号"多模态图像配准

目的：解决“虚拟中国人男性一号”CT图像、MRI图像与断层切削图像之间的多模态图像配准问题。材料和方法：根据这三种图像的特点，选择CT图像为基准图像，在对MRI图像进行配准时，通过求解两幅图像梯度特征的最大互信息，搜索出最佳配准参数；在对断层切削图像进行配准时，采用基于解剖结构特征提取的配准方法获取最佳配准参数：最后．根据所得配准参数对待配图进行变换，从而达到配准目的。结果：对头部三种模态图像数据集进行了配准，与高精度手工分割图像数据集进行对比，配准正确率达到95．8％。结论：配准结果准确，解决了“虚拟中国人男性一号”多模态图像配准问题，为数字化虚拟人多模态图像配准提供了参考。     

组织光学成像技术的研究进展

从扩散光学成像和相干域光学成像两个方面简要介绍和评述了组织光学成像的基本原理及技术进展，包括连续波光学成像、时间分辨光学层析成像、扩散光子密度波层析成像、超声调制光学层析成像，以及光学相干层析成像和激光散斑成像等，并讨论了脑功能成像和组织光学功能成像的应用进展。     

移位修正JPSTH算法的归一化修正

针对移位修正联合刺激后时间直方图的处理结果依赖于具体实验数据的不足,本文提出了一种改进算法,对移位修正联合刺激后时间直方图进行归一化处理.将该方法应用于多电极阵列细胞外记录的海马神经元网络电刺激后的响应信号的分析,结果表明,该方法在神经元网络连接状态不变而具体实验数据不同的情况下,能准确体现神经元网络的连接状态.     

培养神经元网络对不同间隔电脉冲刺激的响应

目的分析培养神经元网络对不同时间间隔电脉冲刺激动作电位发放的影响。方法对培养在多电极阵列（multielectrode arrays，MEA）芯片上的大鼠海马神经元网络加入不同时间间隔的2次电脉冲。结果随刺激间隔时间减小，第2次响应持续时间增加。典型的是，10ms间隔的刺激，第2次响应持续时间有很大增加，并且出现快响应（10ms内）和慢响应（接近或超过100ms）2个阶段。而100ms间隔的刺激，两次响应之间没有明显联系，延时短，锋电位幅值低，个数少，与采用独立单个脉冲刺激实验结果类似。结论培养神经元网络发放受不同电刺激模式的影响。与自发发放比较，不同刺激分别使网络的活动明显得到增强或受到抑制。     

数字化虚拟中国人女性一号(VCH-F1)实验数据集研究报告

目的为建造具有东方人种特征的中国数字化虚拟人,获取中国女性人体数字图像的数据集。方法通过广州市遗体捐献中心,选取一位因食物中毒急性死亡19岁女性尸体,经CT、MRI采集图像后,在股动脉灌注红色填充剂,冷冻包埋,在JZ1500A立式铣床上,以400 mm刀盘切削,转速850 r/m,断面间距0.2 mm,用第三代富士数码相机摄像。结果按中国解剖学会的《中国人解剖学数据》加以评价,VCH-F1体型指数为94%,有较大的代表性。共获取断面图像8 556个,图像总像数649万,每个文件数据量为17.5 MB,VCH-F1数据集总量149.7GB。共编制6个不同版本,分别为VCH-F1(149.73GB、6.60GB、0.27GB)及VCH-F1头部数据集(1.93GB、0.67GB、0.46GB)。结论借鉴国外经验和教训,VCH-F1在下列几个方面有所改进和提高:(1)尸体选材代表性较大;(2)血管标记鲜明,对后续图像配准和分割提供了良好条件;(3)立式切削较卧式切削更符合人体生理姿势;(4)本文采用的人体的冷存,一次装夹,双温冰库,大口径刀盘处理,能提高图像质量和工作效率。VCH-F1的实验数据集,在若干关键技术上有所改进和提高,构建了切削精度高,血管显示鲜明,体型代表性良好,为我国今后虚拟人体的物理化和生理化,提供了一个高质量的框架。