تحقیقات گروه فیزیک هسته ای

" پژوهش

» هسته ها

» طیف سنجی لیزری

» پلاسماهای کوارک-گلون

» تصویربرداری پوزیترون

" قدرت هسته ای

تحقیقات گروه فیزیک هسته ای

تحقیقات گروه فیزیک هسته ای ماده را در مقیاس زیر اتمی بررسی می کند. هسته، در قلب اتم فوق العاده متراکم و پیچیده است. کوارک ها و گلوئون ها هادرون ها را تشکیل می دهند. پروتون‌ها و نوترون‌هایی که اجزای سازنده تمام مواد روی زمین را تشکیل می‌دهند. طیف موضوعاتی که ما در مورد آنها تحقیق می کنیم سؤالات اساسی در مورد وضعیت ماده در کیهان اولیه، نحوه ساخت عناصر در ستارگان، شکل و اندازه هسته ها و همچنین کاربردهایی مانند طراحی و مدل سازی راکتور هسته ای تا تصویربرداری پزشکی را پوشش می دهد. و ردیابی ذرات در کاربردهای صنعتی حوزه های مختلف تحقیقاتی با جزئیات بیشتر در زیر توضیح داده شده است.

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

فیزیک هسته ای

بررسی خواص هسته‌ها و ترکیبات آنها با استفاده از پرتوهای رادیواکتیو، طیف‌سنجی لیزری و برخوردهای یون سنگین فوق نسبیتی.

نوروفیدبک

نوروفیدبک (NFB) که نوروتراپی نیز نامیده می‌شود، نوعی بیوفیدبک است که بازخوردی را در زمان واقعی از فعالیت مغز ارائه می‌کند تا عملکرد سالم مغز را از طریق شرطی‌سازی عملی تقویت کند. به طور معمول، فعالیت الکتریکی از مغز از طریق حسگرهایی که با استفاده از الکتروانسفالوگرافی (EEG) روی پوست سر قرار می‌گیرند، جمع‌آوری می‌شود و بازخورد با استفاده از نمایشگرهای ویدئویی یا صدا ارائه می‌شود. شواهد قابل توجهی وجود دارد که از نوروتراپی برای درمان عمومی اختلالات روانی حمایت می کند، [1] [2] و در طول چهار دهه انجام شده است، اگرچه هرگز در جریان اصلی پزشکی برجسته نشده است. NFB نسبتا غیر تهاجمی است و به عنوان یک گزینه درمانی طولانی مدت تجویز می شود که معمولاً یک ماه طول می کشد تا تکمیل شود.

چندین پروتکل نوروفیدبک وجود دارد که مزایای بیشتری از استفاده از الکتروانسفالوگرافی کمی (QEEG) یا تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) برای محلی‌سازی و شخصی‌سازی درمان دارد.[3][4] فناوری‌های مرتبط شامل نوروفیدبک با واسطه طیف‌سنجی فروسرخ نزدیک (fNIRS)، بیوفیدبک هموآنسفالوگرافی (HEG) و بیوفیدبک fMRI است.

استفاده پزشکی الکتروانسفالوگرافی

EEG یکی از تست های اصلی تشخیصی برای صرع است. یک ضبط معمول EEG بالینی معمولاً 20 تا 30 دقیقه (به علاوه زمان آماده سازی) طول می کشد. این آزمایشی است که فعالیت الکتریکی مغز را با استفاده از دیسک‌های فلزی کوچک (الکترود) متصل به پوست سر تشخیص می‌دهد. به طور معمول، EEG در شرایط بالینی برای تعیین تغییرات در فعالیت مغز استفاده می شود که ممکن است در تشخیص اختلالات مغزی، به ویژه صرع یا سایر اختلالات تشنج مفید باشد. EEG همچنین ممکن است برای تشخیص یا درمان اختلالات زیر مفید باشد:[14]

تومور مغزی

آسیب مغزی ناشی از ضربه به سر

اختلال عملکرد مغز که می تواند دلایل مختلفی داشته باشد (آنسفالوپاتی)

التهاب مغز (آنسفالیت)

سکته

اختلالات خواب

همچنین می تواند:

تشنج‌های صرع را از انواع دیگر طلسم‌ها، مانند تشنج‌های غیرصرعی روان‌زا، سنکوپ (غش)، اختلالات حرکتی زیر قشری و انواع میگرن تشخیص دهید.

افتراق آنسفالوپاتی یا دلیریوم "ارگانیک" از سندرم های روانپزشکی اولیه مانند کاتاتونیا

به عنوان یک آزمایش کمکی برای مرگ مغزی در بیماران مبتلا به کما عمل می کند

پیش آگهی در بیماران مبتلا به کما (در موارد خاص)

تعیین کنید که آیا داروهای ضد صرع را از شیر بگیرید.

گاهی اوقات، یک نوار مغزی معمولی برای تعیین تشخیص یا تعیین بهترین اقدام از نظر درمان کافی نیست. در این مورد، ممکن است تلاش هایی برای ثبت EEG در حالی که تشنج رخ می دهد، انجام شود. این به عنوان یک ضبط ictal شناخته می شود، در مقابل ضبط بین کتال که به ضبط EEG بین تشنج اشاره دارد. برای به دست آوردن یک ضبط آیکتال، یک نوار مغزی طولانی مدت معمولاً همراه با یک ضبط ویدیویی و صوتی هماهنگ با زمان انجام می شود. این کار را می توان به صورت سرپایی (در خانه) یا در طول بستری در بیمارستان، ترجیحاً در یک واحد نظارت بر صرع (EMU) با پرستاران و سایر پرسنل آموزش دیده در مراقبت از بیماران مبتلا به تشنج انجام داد. نوار مغزی ویدئویی سرپایی سرپایی معمولاً یک تا سه روز طول می کشد. پذیرش در واحد نظارت بر صرع معمولا چندین روز طول می کشد اما ممکن است یک هفته یا بیشتر طول بکشد. در حالی که در بیمارستان هستید، داروهای تشنج معمولاً حذف می شوند تا احتمال بروز تشنج در طول بستری افزایش یابد. به دلایل ایمنی، داروها در طی EEG خارج از بیمارستان حذف نمی شوند. بنابراین، نوار مغزی ویدئویی سرپایی از مزیت راحتی برخوردار است و هزینه کمتری نسبت به پذیرش در بیمارستان دارد، اما ضرر آن کاهش احتمال ثبت یک رویداد بالینی است.

مانیتورینگ صرع معمولاً برای تشخیص تشنج‌های صرع از انواع دیگر طلسم‌ها، مانند تشنج‌های غیرصرعی روان‌زا، سنکوپ (غش)، اختلالات حرکتی زیر قشر مغز و انواع میگرن، برای مشخص کردن تشنج‌ها برای اهداف درمانی و محلی‌سازی انجام می‌شود. ناحیه ای از مغز که تشنج از آن منشأ می گیرد تا جراحی احتمالی تشنج را بررسی کند. بیمارستان ها از مانیتور EEG برای کمک به تشخیص تشنج استفاده می کنند. آنها از این اطلاعات برای کمک به روند درمان و همچنین کشف خطرات استفاده می کنند. بسیاری از متخصصان اهمیت EEG را در مورد تشنج های مشکوک برای تشخیص و ارزیابی بیان کرده اند[15]. پزشکان می توانند از سیستم مانیتورینگ EEG برای کمک به بررسی برخی گزینه های درمانی و همچنین برخی از عوامل خطر استفاده کنند. با پیشرفت فناوری، محققان در حال یافتن مانیتورهای جدیدی هستند که در مورد تشنج دقیق تر هستند. "تکنیک های پیشرفته با EEG مداوم و تکنیک ساده شده با aEEG به پزشکان اجازه می دهد تا تشنج های بیشتری را در کنار تخت تشخیص دهند." aEEG مخفف الکتروانسفالوگرافی یکپارچه دامنه است و می تواند هر گونه فعالیت الکتریکی مغز را درست مانند مانیتور EEG تشخیص دهد. مانیتور aEEG می تواند نظارت کند. عملکرد مغز برای مدت طولانی، در حالی که یک مانیتور EEG فقط می تواند عملکرد مغز را برای چند ساعت تا چند روز کنترل کند. اثرات

علاوه بر این، EEG ممکن است برای نظارت بر عمق بیهوشی، به عنوان یک شاخص غیرمستقیم پرفیوژن مغزی در اندارترکتومی کاروتید، یا برای نظارت بر اثر آموباربیتال در طول آزمایش وادا استفاده شود.

EEG همچنین می‌تواند در بخش‌های مراقبت‌های ویژه برای نظارت بر عملکرد مغز برای نظارت بر تشنج‌های غیر تشنجی/صرع وضعیت غیر تشنجی، برای نظارت بر اثر آرام‌بخش/بی‌هوشی در بیماران در کما ناشی از پزشکی (برای درمان تشنج‌های مقاوم به درمان یا افزایش صرع داخل جمجمه‌ای) استفاده شود. فشار)، و برای نظارت بر آسیب ثانویه مغزی در شرایطی مانند خونریزی زیر عنکبوتیه (روش تحقیقاتی در حال حاضر).

اگر بیمار مبتلا به صرع برای جراحی رزکتیو در نظر گرفته شود، اغلب لازم است که کانون (منبع) فعالیت مغزی صرعی با وضوحی بیشتر از آنچه توسط EEG پوست سر ارائه می شود، موضعی شود. این به این دلیل است که مایع مغزی نخاعی، جمجمه و پوست سر پتانسیل الکتریکی ثبت شده توسط EEG پوست سر را لکه دار می کنند. در این موارد، جراحان مغز و اعصاب معمولا نوارها و شبکه‌هایی از الکترودها (یا الکترود عمق نفوذی) کاشت می‌کنند.

الکتروانسفالوگرافی

الکتروانسفالوگرافی (EEG) روشی برای ثبت الکتروگرام از فعالیت الکتریکی روی پوست سر است که نشان‌دهنده فعالیت ماکروسکوپی لایه سطحی مغز در زیر آن است. معمولاً غیر تهاجمی است و الکترودها در امتداد پوست سر قرار می گیرند. الکتروکورتیکوگرافی، شامل الکترودهای تهاجمی، گاهی اوقات EEG داخل جمجمه نامیده می شود.

EEG نوسانات ولتاژ ناشی از جریان یونی در نورون های مغز را اندازه گیری می کند.[1] از نظر بالینی، EEG به ثبت فعالیت الکتریکی خود به خودی مغز در طول یک دوره زمانی اشاره دارد، همانطور که از چندین الکترود قرار داده شده بر روی پوست سر ثبت شده است.[1] کاربردهای تشخیصی عموماً بر روی پتانسیل های مرتبط با رویداد یا بر محتوای طیفی EEG تمرکز دارند. اولی نوسانات بالقوه زمان قفل شده برای یک رویداد را بررسی می کند، مانند "شروع محرک" یا "فشار دکمه". دومی نوع نوسانات عصبی (که معمولاً "امواج مغزی" نامیده می شود) را که می توان در سیگنال های EEG در حوزه فرکانس مشاهده کرد، تجزیه و تحلیل می کند.

EEG اغلب برای تشخیص صرع استفاده می شود که باعث ناهنجاری در خواندن EEG می شود.[2] همچنین برای تشخیص اختلالات خواب، عمق بیهوشی، کما، آنسفالوپاتی ها و مرگ مغزی استفاده می شود. EEG یک روش خط اول تشخیص برای تومورها، سکته مغزی و سایر اختلالات مغزی کانونی بود، [3] [4] اما این استفاده با ظهور تکنیک‌های تصویربرداری آناتومیک با وضوح بالا مانند تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) کاهش یافته است. و توموگرافی کامپیوتری (CT). علیرغم وضوح فضایی محدود، EEG همچنان یک ابزار ارزشمند برای تحقیق و تشخیص است. این یکی از معدود تکنیک های موبایل موجود است و وضوح زمانی با برد میلی ثانیه ارائه می دهد که با CT، PET یا MRI امکان پذیر نیست.

مشتقات تکنیک EEG شامل پتانسیل‌های برانگیخته (EP) می‌شود که شامل میانگین‌گیری فعالیت EEG در زمان ارائه یک نوع محرک (بصری، حسی، جسمی یا شنوایی) است. پتانسیل‌های مرتبط با رویداد (ERP) به پاسخ‌های EEG متوسطی اشاره دارد که برای پردازش پیچیده‌تر محرک‌ها قفل شده‌اند. این تکنیک در علوم شناختی، روانشناسی شناختی و تحقیقات روانی فیزیولوژیکی استفاده می شود.

ابزار اپتوژنتیک ارگانیک نور را بر ارتباطات مغز می تاباند

پروتئین‌های حساس به نور به نام رودوپسین‌ها در اپتوژنتیک برای کنترل فعالیت‌های عصبی استفاده می‌شوند، اما رودوپسین‌های موجود می‌توانند کارایی پایینی داشته باشند، به‌ویژه زمانی که برای کنترل فعالیت سیناپسی بین نورون‌ها استفاده می‌شوند. یک رودوپسین مشتق شده از پشه که توسط دانشمندان مؤسسه علوم ویزمن کشف شد، کنترل دقیق و مکانی-زمانی فعالیت سیناپسی در مغز را فراهم می کند. استفاده از آن به عنوان یک ابزار اپتوژنتیک می تواند درک دانشمندان را از نقش های عملکردی مسیرهای عصبی خاص بیشتر کند.

این تیم تحقیقاتی که توسط پروفسور Ofer Yizhar هدایت می شود، از روش های اپتوژنتیک برای مطالعه سیگنال هایی استفاده می کند که بین نورون ها از طریق سیناپس های مغز موش های زنده منتقل می شود. ییژار گفت: «ما می‌توانیم وجود انتقال‌دهنده‌های عصبی مختلف را تشخیص دهیم، اما نورون‌های مختلف این انتقال‌دهنده‌های عصبی را متفاوت می‌خوانند». اپتوژنتیک ما را قادر می سازد نه تنها «جوهر» را ببینیم، بلکه واقعاً «پیام» را رمزگشایی کنیم.»

مگنتوآنسفالوگرافی

فهرست

1 تاریخچه

2 اساس سیگنال MEG

3 محافظ مغناطیسی

3.1 اتاق محافظ مغناطیسی (MSR)

3.2 سیستم محافظ فعال

4 محلی سازی منبع

4.1 مسئله معکوس

4.2 تصویربرداری منبع مغناطیسی

4.3 بومی سازی منبع مدل دوقطبی

4.4 مدل های منبع توزیع شده

4.5 تجزیه و تحلیل مؤلفه مستقل (ICA)

5 در زمینه استفاده کنید

5.1 اتصال مغز و نوسانات عصبی

5.2 صرع کانونی

5.3 جنین

6 مقایسه با تکنیک های مرتبط

6.1 MEG در مقایسه با EEG

مگنتوآنسفالوگرافی

مگنتوآنسفالوگرافی (MEG) یک تکنیک تصویربرداری عصبی عملکردی برای نقشه برداری فعالیت مغز با ثبت میدان های مغناطیسی تولید شده توسط جریان های الکتریکی که به طور طبیعی در مغز رخ می دهد، با استفاده از مغناطیس سنج های بسیار حساس است. آرایه‌های SQUID (دستگاه‌های تداخل کوانتومی ابررسانا) در حال حاضر رایج‌ترین مغناطیس‌سنج هستند، در حالی که مغناطیس‌سنج SERF (آرام‌شدن بدون تبادل چرخش) برای ماشین‌های آینده در حال بررسی است.[1][2] کاربردهای MEG شامل تحقیقات پایه در فرآیندهای ادراکی و شناختی مغز، محلی‌سازی مناطق آسیب‌شناسی قبل از برداشتن جراحی، تعیین عملکرد بخش‌های مختلف مغز و نوروفیدبک است. این را می توان در یک محیط بالینی برای یافتن مکان های ناهنجاری و همچنین در یک محیط آزمایشی برای اندازه گیری ساده فعالیت مغز اعمال کرد.

دانشنامه فیزیک کوانتومی

کوانتومی

کوچکترین مقداری که انرژی یک موج را می توان به آن تقسیم کرد. کوانتوم متناسب با فرکانس موج است. فوتون را ببینید.

اپتیک کوانتومی

ناحیه ای از اپتیک که در آن از نظریه کوانتومی برای توصیف نور در واحدهای گسسته یا "کوانتات" انرژی به نام فوتون استفاده می شود. برای اولین بار توسط اثر فوتوالکتریک آلبرت انیشتین مشاهده شد، این توصیف ذره ای از نور، پایه ای برای توصیف انتقال انرژی (یعنی جذب و گسیل) در برهمکنش ماده سبک است.