ШЕСТЬ САМОДЕЛОК НА ОДНОЙ ИМС
|
В статье «Логика машин» (см. «М-К», 1989, № 11) рассказывалось об одном из «кирпичиков», слагающих фундамент современной цифровой техники, микросхеме К155ЛАЗ. Она содержит в своем корпусе всего четыре логических элемента. Понятно, на таком приборе не соберешь сложную электронную конструкцию. И все же не спешите делать вывод, что возможности ИМС К155ЛАЗ ограничены. Проявив чуть-чуть изобретательности, можно собрать на элементах этой микросхемы много интересных самоделок. Чтобы убедиться в этом, предлагаем вашему вниманию шесть схем различных электронных устройств, каждое из которых выполнено всего на одной логической МС К155ЛАЗ. Собрав их, вы познакомитесь с принципами работы и построения простейших цифровых приборов. На рисунке 1 представлена схема простейшего измерительного прибора пробника для «прозвонки» электрических цепей. С помощью него можно определить надежность электрического контакта, найти обрыв в цепи, проверить исправность резисторов и полупроводниковых диодов. |
|
После включения питания при разомкнутых щупах X1 и Х2 на входах 1, 2 элемента DD1.1 относительно общего провода устанавливается высокий логический уровень напряжения. Соответственно, на выходе 3 DD1.1 будет низкий логический уровень напряжения. При этом элемент индикации светодиод VD1 гореть не будет. Если щупы замкнуть между собой, на входах 1, 2 DD1.1 установится низкий логический уровень напряжения, а на выходе 3 высокий. При этом загорится светодиод, сигнализируя о наличии замыкания между X1 и Х2. Таким образом, при подключении щупов к исправной электрической цепи будет загораться светодиод VD1. Если же светодиод не горит значит, в цепи имеется обрыв. Данным пробником можно проверить исправность постоянных и переменных резисторов с сопротивлением до нескольких кОм. Чтобы проверить исправность полупроводникового диода, необходимо подключать его к щупам в прямом и обратном направлениях. Когда вывод анода диода соединен с X1, а вывод катода с Х2, светодиод горит, а при обратном включении нет. Если при обратном включении VD1 продолжает светиться, значит, проверяемый диод пробит. Когда же VD1 не светится как при прямом, так и при обратном включении проверяемого диода, это указывает, что в нем имеется обрыв.
|
|
Устройство, схема которого приведена на рисунке 2, также относится к измерительным приборам и представляет собой логический пробник. Он предназначен для определения логического уровня напряжения в электрических цепях цифровых приборов. Собирается пробник на двух элементах микросхемы, каждый из которых работает как инвертор. В исходном состоянии на входах 1,2 DD 1.1 и выходе 6 DD1.2 устанавливается высокий логический уровень напряжения и светодиод VD1 горит. При подключении щупов X1 и Х2 в цепь с напряжением, соответствующим уровню логической 1, состояние элементов DD1. |
|
На двух элементах микросхемы можно собрать простой низкочастотный генератор и использовать его в устройствах звуковой сигнализации, например, вместо обычного дверного звонка. Схема такого генератора (рис. 3) во многом сходна со схемой транзисторного симметричного мультивибратора. Элементы DD 1.1 HDD1.2 включены симметрично относительно друг друга, то есть выход каждого элемента через соответствующий конденсатор соединен со входами соседнего. После включения питания на выходах элементов DD1.1 и DD1.2 появляется высокий логический уровень напряжения, так как на их входы через резисторы R1 и R2 подано напряжение низкого логического уровня. |
Одновременно начинают заряжаться конденсаторы С1 и С2. Как только на одном из конденсаторов, например С2, напряжение достигнет уровня логической 1, элемент DD1.1 переключится и на его выходе установится низкий логический уровень напряжения. Конденсатор С1, не успев зарядиться до напряжения логической 1, начнет перезаряжаться. Когда процесс перезарядки С1 закончится, произойдет переключение элемента DD1.2, и на его выходе появится логический 0. Далее начнет разряжаться конденсатор С2, после чего на выходе DD1.1 вновь появится напряжение низкого уровня и DD1.1 переключится. Теперь, в свою очередь, разрядится конденсатор С1 и произойдет переключение элемента DD1.2. После этого на его выходе вновь появится логическая 1. Далее процесс перезарядки конденсаторов и переключения элементов микросхемы повторится заново. Более того, за счет существования положительной обратной связи между DD1.1 и DD1.2 он становится бесконечным во времени, и на выходе DD1.2 появляются низкочастотные импульсы прямоугольной формы.
|
На всех четырех элементах микросхемы можно собрать имитатор звука сирены и установить его на действующую модель пожарной машины или «скорой помощи». Устройство (рис. 4) состоит из двух генераторов: тактовых импульсов и звуковой частоты. Первый выполнен на элементах DD1.1 и DD1.2, а второй на DD1.3 и DD1.4. В отличие от предыдущего, симметричного мультивибратора, каждый из генераторов собран по несимметричной схеме. Поскольку принципы работы каждого из генераторов схожи, рассмотрим в действии только один из них, например, левый по схеме. После включения питания на входах 1, 2 DD1.1 и на выходе 6 DD 1.2 установится напряжение логической 1, а на выходе 3 DD1.1 и входах 4, 5 DD1.2 напряжение логического 0. При этом конденсатор С1 начнет заряжаться через резистор R1, а напряжение на входах 1,2 DD1.1 будет постепенно уменьшаться. Как только оно достигнет величины, соответствующей логическому 0, произойдет переключение элементов микросхемы в противоположные состояния. Далее конденсатор С1 начнет разряжаться через выходную цепь второго элемента, а напряжение на входах 1, 2 DD1.1 будет вновь увеличиваться. Когда оно достигнет высокого логического уровня, произойдет переключение элементов в первоначальное состояние. За счет существования положительной обратной связи процесс перезарядки конденсатора С1 и переключения элементов DD1.1 и DD1.2 носит непрерывный характер. В результате этого с выхода DD1.2 будут следовать прямоугольные импульсы, частота и длительность которых определяется емкостью конденсатора С1 и сопротивлением резистора R1. По такому же принципу работает и правый по схеме генератор. Основное его отличие от тактового генератора в величине емкости конденсатора С2, стоящего в цепи обратной связи. Имитация звука сирены достигается за счет того, что тактовый генератор управляет работой генератора звуковой частоты. Динамическая головка ВА1 звучит в те промежутки времени, когда на входе 13 элемента DD1.3 появляется логическая 1. |
|
На рисунке 5 показана схема простейшего одноголосого электромузыкального инструмента. Его музыкальный диапазон примерно две полные октавы. Генератор ЭМИ выполнен на трех элементах DD1.1 DD1.3 микросхемы DD1. Элемент DD1.4 используется в качестве усилителя звуковой частоты. Принцип работы трехэлементного генератора почти полностью сходен с принципом работы генератора на двух элементах. Основным его преимуществом является более высокая стабильность. |
|
На всех четырех элементах микросхемы К155ЛАЗ собран и простой игровой автомат (рис. 6). Однако, чтобы понять, в каких играх его можно использовать, познакомимся прежде всего с его работой. На первых трех элементах DD1.1 DD1.3 собран уже знакомый нам по предыдущей конструкции несимметричный мультивибратор, а элемент DD1.4 используется в качестве инвертора. После включения питания мультивибратор начинает вырабатывать прямоугольные импульсы, частота и длительность которых определяется параметрами конденсатора С1 и резистора R1. При этом светодиоды VD1 и VD2 поочередно мерцают. Поскольку частота генерации импульсов достаточно высокая, мерцание светодиодов человеческим глазом воспринимается как слабое непрерывное свечение.  Резисторы ВС или ОМЛТ. Вместо динамической головки 0,5ГД-37 можно использовать любую другую мощность 0,1 1Вт. Кнопочный переключатель П2К; тумблеры любого типа, например Т3-С. Клавиши самодельные, их конструкция может быть любой. Щупы X1 и Х2 стандартные от промышленных измерительных приборов. Щуп Х2 для удобства в работе можно снабдить зажимом типа «крокодил». Батарея GB1 напряжением 4,5 В (например, «Рубин») или три элемента по 1,5 В («Орион»).
Устройства, собранные по схемам, изображенным на рисунках 1-4, не нуждаются в налаживании и начинают работать сразу после включения питания. Налаживание ЭМИ (рис. 5) сводится к подбору величин резисторов Rl RN для настройки генератора на частоты, соответствующие частотам нот музыкального диапазона. Для этого вместо постоянных резисторов впаивают подстроечные. Настройка производится в унисон с соответствующими частотами камертона вращением движков подстроечных резисторов. После этого измеряют их сопротивления и вместо них впаивают точно такие же постоянные резисторы. Налаживание игрового автомата (рис. 6) заключается в подборе сопротивлений разисторов R2 и R3. Поскольку светодиоды АЛ307Б и АЛ 307В рассчитаны на разные рабочие напряжения и токи, при одинаковых величинах R2 и R3 яркость свечения окажется разной. Поэтому, оставляя величину сопротивления одного из резисторов, например R2, неизменной и подбирая значение R3, добиваются одинаковой яркости свечения диодов. В. ЯНЦЕВ Источник: “Моделист-Конструктор” 1990, №1
|
Мощный блок питания на напряжение 5-35В и ток 5A-30A и более (LM338, 741)
Приведена принципиальная схема простого в изготовлении стабилизированного и мощного блока питания с регулируемым выходным напряжением от 5В до 35В и током нагрузки 5А, 10А, 20А, 30А, 40А и более (в зависимости от количества микросхем).
Источник питания может обеспечить токи до 5А (одна микросхема), 10А(две микросхемы), 20А(4шт), 30А(6шт), 40А(8шт) и т.
д. Напряжение можно регулировать, например можно выставить часто используемые напряжения 5В, 12В, 24В, 28В, 30В и другие.
Принципиальная схема
В основе блока питания лежат мощные интегральные стабилизаторы LM338, каждый из которых может обеспечить выходной ток до 5А при напряжении от 1,2 до 35В (данные из даташита).
Рис. 1. Принципиальная схема мощного блока питания на напряжение 5В-30В и ток 5А, 10А, 20А, 30А и более.
Вторичная обмотка силового трансформатора должна выдавать переменное напряжение со значением не менее 18-25В. Мощность трансформатора желательно выбрать с запасом, в зависимости от требуемого напряжения и тока на выходе будущего блока питания.
Детали
Транзистор BD140 нужно установить на небольшой радиатор. Все интегральные стабилизаторы LM338 должны быть установлены на отдельные радиаторы достаточной площади для надежного отвода тепла.
Рис. 2. Внешний вид мощных интегральных стабилизаторов LM338.
Рис.
3. Цоколевка (расположение выводов) у микросхем LM338.
Все мощные микросхемы можно установить на один общий радиатор через слюдяные прокладки, поскольку корпуса микросхем не должны соединяться вместе.
Ток выдаваемый на выходе блока питания может быть увеличен или уменьшен соответственно добавлением или уменьшением количества применяемых пар “стабилизатор LM338 + резистор Rx”.
К радиатору можно применить активное охлаждение – установить небольшой вентилятор от компьютера, подав для него питание через стабилизатор на 5-12В (7805, 7812), это позволит уменьшить размеры радиатора и увеличить эффективность теплоотвода.
Диодный мост можно применить готовый на нужный ток, также его можно собрать из четырех отдельных мощных диодов (D1-D4). Эти диоды должны быть рассчитаны на ток, который планируется получить на выходе стабилизатора.
Рис. 4. Цоколевка транзистора BD140 (P-N-P).
Рис. 5. Цоколевка микросхемы 741 в корпусе DIP-8, операционный усилитель.
Например, диодный мост из четырех выпрямительных диодов Д242 обеспечит рабочие токи до 10А. Диоды или диодный мост желательно установить на отдельный небольшой радиатор.
В качестве резисторов R3, R4…Rx можно установить керамические цементные или использовать проволочные, поскольку на каждом таком резисторе будет рассеиваться примерно 4-7 Ватт мощности (в зависимости от общей нагрузки на стабилизатор).
Печатная плата
Разводку печатной платы в формате Sprint Layout 6 нам прислал Александр. На ней отсутствует конденсатор С4 – его припаиваем к выводам переменного резистора R1, который будет крепиться на корпусе устройства и послужит для регулировки напряжения.
Рис. 6. Печатная плата для схемы мощного блока питания на микросхемах LM338.
Печатная плата в формате Sprint Layout 6 – Скачать (330 КБ):
- PCB+High+power+regulater+0-30V+20A.jpg – печатная плата с зарубежного сайта, конденсатор 4700мкФ установлен на выходе стабилизатора.
- lm338-power-supply-layout-v1 – первый вариант печатной платы: на входе и выходе стабилизатора установлены конденсаторы 4700мкФ (C1 и C6), защитный диод (D6) отсутствует.
Мощные резисторы по 0,3 Ом. - lm338-power-supply-layout-v2 – конечный вариант печатной платы: на входе два конденсатора по 4700мкФ (C1), на выходе – 22мкФ (C6), установлен защитный диод D6. Мощные резисторы по 0,1 Ом.
Мощные резисторы по 0,3 Ом.ВНИМАНИЕ! После распечатки трафарета для печатной платы из программы Sprint Layout убедитесь что плата будет изготовлена верно: ножка 4 микросхемы 741 должна идти к “GND -“, а ножка 6 – к катоду диода D5.
Даташит на микросхему LM338 – Скачать (220 КБ).
Подготовлено для сайта RadioStorage.net.
Микросхемы полосатого тела in silico
1. Грейбиэль А. М. Базальные ганглии: изучение новых трюков и любовь к ним. Курс. мнение Нейробиол. 15, 638–644 (2005). [PubMed] [Google Scholar]
2. Грейбил А. М. Привычки, ритуалы и оценочный мозг. Анну. Преподобный Нейроски. 31, 359–387 (2008). [PubMed] [Google Scholar]
3. Клаус А., Алвес да Силва Дж., Коста Р. М. Что, если и когда двигаться: цепи базальных ганглиев и инициация самостоятельного действия.
Анну. Преподобный Нейроски.
42, 459–483 (2019). [PubMed] [Google Scholar]
4. Арбер С., Коста Р. М., Соединение нейронных цепей для движения. Наука 360, 1403–1404 (2018). [PubMed] [Google Scholar]
5. Oorschot D. E., Общее количество нейронов в неостриарных, паллидарных, субталамических и черных ядрах базальных ганглиев крыс: стереологическое исследование с использованием методов кавальери и оптического дисектора. Дж. Комп. Нейрол. 366, 580–599 (1996). [PubMed] [Google Scholar]
6. Берк Д. А., Ротштейн Х. Г., Альварес В. А., Локальные схемы полосатого тела: новая структура для латерального торможения. Нейрон 96, 267–284 (2017). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
7. Assous M., Tepper JM, Возбуждающие внешние афференты к интернейронам полосатого тела и взаимодействия с микросхемами полосатого тела. Евро. Дж. Нейроски. 49, 593–603 (2019). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
8. Теппер Дж. М., Текуапетла Ф., Коос Т., Ибаньес-Сандовал О.
, Гетерогенность и разнообразие полосатых ГАМКергических интернейронов. Передний. Нейроанат.
4, 150 (2010). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
9. Gerfen C.R., Surmeier D.J., Модуляция полосатых проекционных систем дофамином. Анну. Преподобный Нейроски. 34, 441–466 (2011). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
10. Бахугуна Дж., Аэртсен А., Кумар А., Существование и контроль порога перехода решения «годен/не годен» в полосатом теле. PLoS-компьютер. биол. 11, e1004233 (2015). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
11. Герни К. Н., Хамфрис М. Д., Редгрейв П., Новая структура корково-полосатой пластичности: поведенческая теория встречается с данными in vitro на границе подкрепления и действия. PLoS биол. 13, e1002034 (2015). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
12. Хамфрис М. Д., Обесо Дж. А., Дрейер Дж. К., Взгляд на болезнь Паркинсона на основе компьютерных моделей базальных ганглиев. Дж. Нейрол. Нейрохирург.
Психиатрия
89, 1181–1188 (2018). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
13. Линдал М., Хеллгрен Коталески Дж., Распутывание динамики и функции сети базальных ганглиев: роль истощения и торможения дофамина исследована в модели сети с пиками. eNeuro 3, ЭНЕВРО.0156-16.2016 (2017). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
14. Сурьянараяна С. М., Хеллгрен Коталески Дж., Гриллнер С., Герни К. Н., Роль внешнего бледного шара, выявленная в компьютерной модели выбора действий в базальных ганглиях. Нейронная сеть. 109, 113–136 (2019). [PubMed] [Google Scholar]
15. Прескотт Т.Дж., Монтес Гонсалес Ф.М., Герни К., Хамфрис М.Д., Редгрейв П. Роботизированная модель базальных ганглиев: поведение и внутренняя обработка. Нейронная сеть. 19, 31–61 (2006). [PubMed] [Google Scholar]
16. Дамодаран С., Крессман Дж. Р., Енджеевски-Шмек З., Блэквелл К. Т., Десинхронизация интернейронов с быстрым импульсом снижает колебания β-диапазона и дисбаланс возбуждения в истощенном дофамином стриатуме.
Дж. Нейроски.
35, 1149–1159 (2015). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
17. Дамодаран С., Эванс Р. К., Блэквелл К. Т., Синхронизированное возбуждение интернейронов с быстрым импульсом имеет решающее значение для поддержания сбалансированного возбуждения между нейронами прямого и непрямого пути полосатого тела. Дж. Нейрофизиол. 111, 836–848 (2014). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
18. Du K., et al., Типоспецифичное ингибирование потенциала дендритного плато в стриарных шиповидных проекционных нейронах. проц. Натл. акад. науч. США. 114, E7612–E7621 (2017). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
19. Эванс Р. К., Маниар Ю. М., Блэквелл К. Т., Динамическая модуляция притока кальция, зависящего от времени спайка, во время корково-стриарных подъемов. Дж. Нейрофизиол. 110, 1631–1645 (2013). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
20. Эванс Р. К. и др. Влияние состава субъединиц NMDA на приток кальция и зависимую от времени пластичность спайков в шиповатых нейронах средней полосы стриарного тела.
PLoS-компьютер. биол.
8, e1002493 (2012). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
21. Хьорт Дж., Блэквелл К. Т., Коталески Дж. Х., Щелевые соединения между интернейронами полосатого тела с быстрыми импульсами регулируют импульсную активность и синхронизацию как функцию активности коры. Дж. Нейроски. 29, 5276–5286 (2009). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
22. Коталески Дж. Х., Пленц Д., Блэквелл К. Т., Использование токов калия для решения проблем отношения сигнал-шум в тормозных сетях прямой связи полосатого тела. Дж. Нейрофизиол. 95, 331–341 (2006). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
23. Мойер Дж. Т., Вольф Дж. А., Финкель Л. Х., Влияние дофаминергической модуляции на интегративные свойства шипиковых нейронов вентральной стриатальной среды. Дж. Нейрофизиол. 98, 3731–3748 (2007). [PubMed] [Google Scholar]
24. Wolf J. A., et al., Соотношение NMDA/AMPA влияет на переходы между состояниями и вовлечение в колебания в вычислительной модели нейрона средней шипистой проекции прилежащего ядра.
Дж. Нейроски.
25, 9080–9095 (2005). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
25. Эдгертон Дж. Р., Хэнсон Дж. Э., Гюнай С., Джагер Д., Дендритные натриевые каналы регулируют интеграцию сети в нейронах бледного шара: исследование моделирования. Дж. Нейроски. 30, 15146–15159(2010). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
26. Блэквелл К. Т. и др. Молекулярные механизмы, лежащие в основе стриарной синаптической пластичности: отношение к хроническому потреблению алкоголя и поиску. Евро. Дж. Нейроски. 49, 768–783 (2019). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
27. Коталески Дж. Х., Блэквелл К. Т., Моделирование молекулярных механизмов синаптической пластичности с использованием подходов системной биологии. Нац. Преподобный Нейроски. 11, 239–251 (2010). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
28. Наир А. Г., Бхалла У. С., Хеллгрен Коталески Дж., Роль DARPP-32 и ARPP-21 в появлении временных ограничений на интеграцию кальция и дофамина в полосатом теле.
PLoS-компьютер. биол.
12, e1005080 (2016). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
29. Наир А. Г., Гутьеррес-Аренас О., Эрикссон О., Винсент П., Хеллгрен Коталески Дж., Определение положительных и отрицательных сигналов вознаграждения через GPCR, связанные с аденилатциклазой. в прямом и непрямом пути стриарных средних шипиковых нейронов. Дж. Нейроски. 35, 14017–14030 (2015). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
30. Гаврилич М. и др.; MindScope , Определение корковой функции в зрительной системе мыши с помощью нейробиологии крупномасштабных систем. проц. Натл. акад. науч. США. 113, 7337–7344 (2016). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
31. Markram H., et al., Реконструкция и моделирование неокортикальной микросхемы. Клетка 163, 456–492 (2015). [PubMed] [Google Scholar]
32. Crittenden JR, Graybiel A.M., Расстройства базальных ганглиев, связанные с дисбалансом в стриарных стриосомах и матриксных компартментах. Передний.
Нейроанат.
5, 59(2011). [Статья бесплатно PMC] [PubMed] [Google Scholar]
33. Graybiel A.M., Ragsdale C.W. Jr, Гистохимически различные компартменты в стриатуме человека, обезьян и кошек, продемонстрированные окрашиванием ацетилтиохолинэстеразой. проц. Натл. акад. науч. США. 75, 5723–5726 (1978). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
34. Джонстон Дж. Г., Герфен К. Р., Хабер С. Н., ван дер Кой Д., Механизмы формирования полосатого рисунка: сохранение компартментализации млекопитающих. Мозг Res. Дев. Мозг Res. 57, 93–102 (1990). [PubMed] [Google Scholar]
35. Стивенсон-Джонс М., Кардамакис А. А., Робертсон Б., Гриллнер С., Независимые цепи в базальных ганглиях для оценки и выбора действий. проц. Натл. акад. науч. США. 110, E3670–E3679 (2013). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
36. Стивенсон-Джонс М. и др. Схема базальных ганглиев для оценки результатов действий. Природа 539, 289–293 (2016). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
37.
Surmeier D.J., Graves S.M., Shen W., Дофаминергическая модуляция полосатых сетей в норме и при болезни Паркинсона. Курс. мнение Нейробиол.
29, 109–117 (2014). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
38. Fieblinger T., et al., Типоспецифическая пластичность проекционных нейронов полосатого тела при паркинсонизме и дискинезии, вызванной L-DOPA. Нац. коммун. 5, 5316 (2014). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
39. Гертлер Т. С., Чан К. С., Сурмайер Д. Дж., Дихотомические анатомические свойства шипиковых нейронов средней полосы взрослого человека. Дж. Нейроски. 28, 10814–10824 (2008). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
40. Suárez L. M., et al., Лечение L-DOPA избирательно восстанавливает плотность позвоночника в проекционных нейронах, экспрессирующих дофаминовый рецептор D2, у мышей с дискинезией. биол. Психиатрия 75, 711–722 (2014). [PubMed] [Google Scholar]
41. Дэй М., Вокосин Д., Плоткин Дж. Л., Тиан Х., Сурмайер Д.
Дж., Дифференциальная возбудимость и модуляция дендритов шиповатых нейронов средней полосы стриарного тела. Дж. Нейроски.
28, 11603–11614 (2008). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
42. Planert H., Berger T.K., Silberberg G., Мембранные свойства полосатых нейронов прямого и непрямого пути в срезах мыши и крысы и их модуляция дофамином. PLoS Один 8, e57054 (2013). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
43. Planert H., Szydlowski S.N., Hjorth J.J., Grillner S., Silberberg G., Динамика синаптической передачи между быстрыми вставочными нейронами и стриарными проекционными нейронами прямого и непрямого путей. Дж. Нейроски. 30, 3499–3507 (2010). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
44. Шидловски С. Н. и др. Целевая селективность прямого торможения интернейронами полосатого тела с быстрым импульсом. Дж. Нейроски. 33, 1678–1683 (2013). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
45. Коос Т., Теппер Дж. М., Ингибирующий контроль неостриатных проекционных нейронов с помощью ГАМКергических интернейронов.
Нац. Неврологи.
2, 467–472 (1999). [PubMed] [Google Scholar]
46. Russo G., Nieus T.R., Maggi S., Taverna S., Динамика возбуждения потенциала действия в электрически связанных стриарных интернейронах с быстрым импульсом. Передний. Клетка. Неврологи. 7, 209 (2013). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
47. Теппер Дж. М. и др., Гетерогенность и разнообразие полосатых ГАМКергических интернейронов: обновление 2018. Фронт. Нейроанат. 12, 91 (2018). [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
48. Kawaguchi Y., Крупные аспиновые клетки в матриксе неостриатума крыс in vitro: физиологическая идентификация, отношение к компартментам и возбуждающим постсинаптическим токам. Дж. Нейрофизиол. 67, 1669–1682 (1992). [PubMed] [Google Scholar]
49. Threlfell S., et al. Высвобождение дофамина в полосатом теле запускается синхронизированной активностью холинергических интернейронов. Нейрон 75, 58–64 (2012). [PubMed] [Академия Google]
50. Reig R., Silberberg G.
Мультисенсорная интеграция в полосатом теле мыши. Нейрон
83, 1200–1212 (2014). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
51. Рейнольдс Дж. Н., Хайленд Б. И., Викенс Дж. Р. Модуляция постгиперполяризации черной субстанцией вызывает паузы в тоническом возбуждении полосатых холинергических интернейронов. Дж. Нейроски. 24, 9870–9877 (2004). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
52. Уилсон С. Дж., Механизм внутренней амплификации гиперполяризации и спонтанного разрыва в полосатых холинергических интернейронах. Нейрон 45, 575–585 (2005). [PubMed] [Академия Google]
53. Андерсон М.Е., Паттерны разряда нейронов базальных ганглиев при активном поддержании постуральной стабильности и адаптации к наклону кресла. Мозг Res. 143, 325–338 (1978). [PubMed] [Google Scholar]
54. Аосаки Т. и др. Реакция тонически активных нейронов в стриатуме приматов систематически изменяется во время поведенческого сенсомоторного кондиционирования. Дж. Нейроски.
14, 3969–3984 (1994).
[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
55. Кимура М., Райковски Дж., Эвартс Э., Тонически разряжающиеся нейроны скорлупы демонстрируют набор-зависимые ответы. проц. Натл. акад. науч. США. 81, 4998–5001 (1984). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
56. Apicella P., Legallet E., Trouche E. Реакция тонически разряжающихся нейронов в полосатом теле обезьяны на первичное вознаграждение, доставляемое в различных поведенческих состояниях. Эксп. Мозг Res. 116, 456–466 (1997). [PubMed] [Google Scholar]
57. Fiorillo C.D., Tobler P.N., Schultz W., Дискретное кодирование вероятности вознаграждения и неопределенности дофаминовыми нейронами. Наука 299, 1898–1902 (2003). [PubMed] [Академия Google]
58. Моррис Г., Аркадир Д., Невет А., Ваадия Э., Бергман Х., Совпадающие, но разные сигналы дофамина среднего мозга и тонически активных нейронов полосатого тела. Нейрон 43, 133–143 (2004). [PubMed] [Google Scholar]
59. Bennett B.D., Callaway J.
C., Wilson C.J., Внутренние мембранные свойства, лежащие в основе спонтанного тонического возбуждения в неостриатальных холинергических интернейронах. Дж. Нейроски.
20, 8493–8503 (2000). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
60. Освальд М. Дж., Оршот Д. Э., Шульц Дж. М., Липски Дж., Рейнольдс Дж. Н., Ток IH генерирует афтергиперполяризацию после активации подпороговых кортикальных синаптических входов в полосатые холинергические интернейроны. Дж. Физиол. 587, 5879–5897 (2009 г.). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
61. Фино Э., Вандекастиле М., Перес С., Сауду Ф., Венанс Л., Регионально-специфическое и зависящее от состояния действие ГАМКергических интернейронов полосатого тела. Нац. коммун. 9, 3339 (2018). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
62. Лук К. С., Садикот А. Ф., ГАМК способствует выживанию, но не пролиферации парвальбумин-иммунореактивных интернейронов в неостриатуме грызунов: исследование in vivo со стереологией.
неврология
104, 93–103 (2001). [PubMed] [Академия Google]
63. Matamales M., Götz J., Bertran-Gonzalez J. Количественная визуализация холинергических интернейронов выявляет характерную пространственную организацию и функциональный градиент в стриатуме мыши. PLoS Один 11, e0157682 (2016). [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
64. Nakano Y., et al., Интернейроны полосатого тела, продуцирующие парвальбумин, получают возбуждающие импульсы на проксимальные дендриты от моторного таламуса у самцов мышей. Дж. Нейроски. Рез. 96, 1186–1207 (2018). [PubMed] [Академия Google]
65. Ren K., et al., Распределение в полосатом теле и цитоархитектоника подтипов 1 и 2 дофаминовых рецепторов: Данные по двойной маркировке трансгенных мышей. Передний. Нейронные цепи 11, 57 (2017). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
66. Hintiryan H., et al., Корково-стриарная проекция мыши. Нац. Неврологи. 19, 1100–1114 (2016). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
67.
Hooks B.M., et al., Авторское исправление: топографическая точность сенсорных и моторных проекций кортико-стриарного слоя варьируется в зависимости от типа клеток и области коры. Нац. коммун.
9, 4317 (2018). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
68. Hunnicutt B.J., et al., Подробная карта возбуждающих входов полосатого тела раскрывает новую функциональную организацию. электронная жизнь 5, e19103 (2016). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
69. Mandelbaum G., et al., Отдельные корково-таламо-полосатые цепи через парафасцикулярное ядро. Нейрон 102, 636–652.e7 (2019). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
70. Gangarossa G., et al., Пространственное распределение D1R- и D2R-экспрессирующих шиповидных нейронов среднего размера различается вдоль ростро-каудальной оси дорсального полосатого тела мыши. . Передний. Нейронные цепи 7, 124 (2013). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
71. Märtin A., et al., Пространственно-молекулярная карта полосатого тела.
Сотовый представитель
29, 4320–4333.e5 (2019). [PubMed] [Google Scholar]
72. Миямото Ю., Катаяма С., Шигемацу Н., Ниши А., Фукуда Т., Карта полосатого тела мыши на основе стриосом, соответствующая как афферентной топографии коры, так и неравномерному распределению клеток, экспрессирующих дофаминовые рецепторы D1 и D2. Структура мозга. Функц. 223, 4275–4291 (2018). [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
73. Miyamoto Y., Nagayoshi I., Nishi A., Fukuda T. Три отдела хвостового стриатума мыши различаются по пропорциям дофаминовых рецепторов D1 и D2. экспрессирующие клетки, распределение дофаминергических аксонов и состав холинергических и ГАМКергических интернейронов. Структура мозга. Функц. 224, 2703–2716 (2019 г.)). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
74. Stanley G., Gokce O., Malenka RC, Südhof TC, Quake SR, Дискретные и непрерывные идентичности клеток полосатого тела взрослых мышей. bioRxiv: 591396 (27 марта 2019 г.).
75. Розен Г.
Д., Уильямс Р. В., Комплексный анализ признаков полосатого тела мыши: независимые QTL модулируют объем и количество нейронов. БМС Нейроски.
2, 5 (2001). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
76. Graveland G.A., DiFiglia M., Частота и распределение нейронов среднего размера с зазубренными ядрами в неостриатуме приматов и грызунов. Мозг Res. 327, 307–311 (1985). [PubMed] [Google Scholar]
77. Теппер Дж. М., Коос Т., Уилсон С. Дж., ГАМКергические микросхемы в неостриатуме. Тренды Нейроси. 27, 662–669 (2004). [PubMed] [Google Scholar]
78. Рэнсом М.И., Тернли А.М., Анализ субпопуляций нейронов у мышей, сверхэкспрессирующих супрессор передачи сигналов цитокинов-2. неврология 132, 673–687 (2005). [PubMed] [Google Scholar]
79. Ibáñez-Sandoval O., et al., Новый функционально отличный подтип интернейрона нейропептида Y полосатого тела. Дж. Нейроски. 31, 16757–16769(2011). [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
80. Janickova H., Prado V.
F., Prado M.A.M., El Mestikawy S., Bernard V., Сверхэкспрессия везикулярного ацетилхолинового транспортера (VAChT) вызывает основные модификации полосатых холинергических морфология и функция интернейронов. Дж. Нейрохим.
142, 857–875 (2017). [PubMed] [Google Scholar]
81. Taverna S., Ilijic E., Surmeier D.J., На моделях болезни Паркинсона нарушены рекуррентные коллатеральные соединения шипиковых нейронов средней полосы стриарного тела. Дж. Нейроски. 28, 5504–5512 (2008). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
82. Tunstall M.J., Oorschot D.E., Kean A., Wickens J.R., Ингибирующие взаимодействия между шиповидными проекционными нейронами в полосатом теле крысы. Дж. Нейрофизиол. 88, 1263–1269 (2002). [PubMed] [Google Scholar]
83. Garas F. N., et al., Экспрессия Secretagogin очерчивает функционально-специализированные популяции интернейронов, содержащих парвальбумин полосатого тела. электронная жизнь 5, e16088 (2016). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
84.
Kita H., Kosaka T., Heizmann C.W., Парвальбумин-иммунореактивные нейроны в неостриатуме крысы: световое и электронно-микроскопическое исследование. Мозг Res.
536, 1–15 (1990). [PubMed] [Google Scholar]
85. Кубота Ю., Кавагути Ю. Зависимость ГАМКергических синаптических областей от типа интернейрона и размера мишени. Дж. Нейроски. 20, 375–386 (2000). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
86. Аоки С., Пикель В. М., Нейропептид Y-содержащие нейроны в полосатом теле крысы: ультраструктура и клеточные отношения с терминалями, содержащими тирозингидроксилазу, и с астроцитами. Мозг Res. 459, 205–225 (1988). [PubMed] [Google Scholar]
87. ДиФилья М., Аронин Н. Ультраструктурные особенности иммунореактивных соматостатиновых нейронов в хвостатом ядре крысы. Дж. Нейроски. 2, 1267–1274 (1982). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
88. Vuillet J., Kerkerian L., Kachidian P., Bosler O., Nieoullon A., Ультраструктурные корреляты функциональных взаимоотношений между черными дофаминергическими или корковыми афферентными волокнами и нейропептидом Y-содержащие нейроны в полосатом теле крысы.
Неврологи. лат.
100, 99–104 (1989). [PubMed] [Google Scholar]
89. Vuillet J., Kerkerian L., Salin P., Nieoullon A. Ультраструктурные особенности NPY-содержащих нейронов в полосатом теле крысы. Мозг Res. 477, 241–251 (1989). [PubMed] [Google Scholar]
90. Straub C., et al., Принципы синаптической организации ГАМКергических интернейронов в полосатом теле. Нейрон 92, 84–92 (2016). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
91. Эльгаба Р., Вотрель Н., Браччи Э., Взаимный контроль холинергических и низкопороговых спайковых интернейронов в полосатом теле. Передний. Клетка. Неврологи. 10, 111 (2016). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
92. Мелендес-Заиди А. Э., Лакшминарасимхах Х., Сурмейер Д. Дж., Холинергическая модуляция интернейронов, продуцирующих оксид азота в полосатом теле. Евро. Дж. Нейроски. 50, 3713–3731 (2019 г.)). [PubMed] [Google Scholar]
93. Бернард В., Норманд Э., Блох Б., Фенотипическая характеристика нейронов полосатого тела крыс, экспрессирующих гены мускариновых рецепторов.
Дж. Нейроски.
12, 3591–3600 (1992). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
94. Koós T., Tepper JM, Двойной холинергический контроль интернейронов с быстрым импульсом в неостриатуме. Дж. Нейроски. 22, 529–535 (2002). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
95. Инглиш Д. Ф. и др., ГАМКергические цепи опосредуют связанные с подкреплением сигналы полосатых холинергических интернейронов. Нац. Неврологи. 15, 123–130 (2011). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
96. Assous M., et al., Дифференциальная обработка таламической информации с помощью различных межнейронных цепей полосатого тела. Нац. коммун. 8, 15860 (2017). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
97. Munoz-Manchado A.B., et al., Разнообразие интернейронов в дорсальном полосатом теле, выявленное с помощью секвенирования одноклеточной РНК и PatchSeq. Сотовый представитель 24, 2179–2190.e7 (2018). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
98.
Коос Т., Теппер Дж. М., Уилсон С. Дж., Сравнение ИПСК, вызванных шиповидными и быстрыми импульсами нейронов в неостриатуме. Дж. Нейроски.
24, 7916–7922 (2004). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
99. Мамалигас А. А., Форд С. П., Спонтанная синаптическая активация мускариновых рецепторов при возбуждении полосатых холинергических нейронов. Нейрон 91, 574–586 (2016). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
100. Йоханссон Ю., Зильберберг Г., Функциональная организация корковых и таламических входов пяти типов полосатых нейронов определяется идентичностью клеток-источников и клеток-мишеней. Сотовый представитель 30, 1178–1194.e3 (2020). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
101. Плоткин Дж. Л., Дэй М., Сурмайер Д. Дж. Синаптически управляемые переходы состояний в дистальных дендритах полосатых шиповатых нейронов. Нац. Неврологи. 14, 881–888 (2011). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
102. Нономура С. и др.
, Мониторинг и обновление выбора действий для целенаправленного поведения через прямые и косвенные пути полосатого тела. Нейрон
99, 1302–1314.e5 (2018). [PubMed] [Google Scholar]
103. Паркер Дж. Г. и др. Диаметральная динамика нейронных ансамблей при паркинсонизме и дискинетических состояниях. Природа 557, 177–182 (2018). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
104. Ассус М., Даутан Д., Теппер Дж. М., Мена-Сеговия Дж., Педункулопонтинные глутаматергические нейроны обеспечивают новый источник упреждающего торможения в стриатуме путем избирательного нацеливания на интернейроны. Дж. Нейроски. 39, 4727–4737 (2019). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
105. Салливан М. А., Чен Х., Морикава Х., Рекуррентная тормозная сеть среди холинергических интернейронов полосатого тела. Дж. Нейроски. 28, 8682–8690 (2008). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
106. Lindroos R., et al., Нейромодуляция базальных ганглиев в нескольких временных и структурных масштабах – моделирование MSN прямого пути исследует быстрое начало дофаминергических эффектов и предсказывает роль Kv4.
2. Передний. Нейронные цепи
12, 3 (2018). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
107. Casali S., Marenzi E., Medini C., Casellato C., D’Angelo E., Corrigendum: реконструкция и моделирование каркасной модели мозжечка. сеть. Передний. Нейроинформ. 13, 51 (2019). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
108. Migliore R., et al., Физиологическая изменчивость плотности каналов в пирамидных клетках CA1 гиппокампа и интернейронах, изученная с использованием унифицированного рабочего процесса моделирования на основе данных. PLoS-компьютер. биол. 14, e1006423 (2018). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
109. Дай К. и др. Формат данных SONATA для эффективного описания крупномасштабных сетевых моделей. bioRxiv: 625491 (20 сентября 2019 г.). [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
110. Deng P., Zhang Y., Xu Z. C., Участие I(h) в дофаминергической модуляции тонического возбуждения в полосатых холинергических интернейронах. Дж. Нейроски.
27, 3148–3156 (2007).
[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
111. Уилсон Э. Б. Вероятное вмешательство, закон наследования и статистическое вмешательство. Варенье. Стат. доц. 22, 209–212 (1927). [Google Scholar]
112. Гиттис А. Х., Нельсон А. Б., Твин М. Т., Палоп Дж. Дж., Крейцер А. С., Различная роль ГАМКергических интернейронов в регуляции выходных путей полосатого тела. Дж. Нейроски. 30, 2223–2234 (2010). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Вибрирующие наностержни для измерения тонких пленок для микросхем
Ключевым этапом многих процессов нанопроизводства является создание тонких пленок, иногда толщиной всего в одну молекулу, с помощью метода, известного как осаждение атомного слоя. Исследователи из Корнеллского и Тель-Авивского университетов разработали новый инструмент для производителей нанотехнологий для проверки физических свойств таких пленок.
Ультратонкие пленки играют все более важную роль в конструировании микросхем.
Их физические характеристики часто определяют их электронное поведение, а также их устойчивость к износу.
Исследователи показали, что крошечные резонансные кантилеверы — кремниевые стержни, закрепленные на одном конце, как крошечный трамплин — могут определять плотность пленки и ее модуль Юнга, меру сопротивления изгибу. Исследователи заявили, что этот метод предлагает несколько преимуществ по сравнению с другими методами измерения этих характеристик тонких пленок и может использоваться любыми исследователями, имеющими доступ к возможностям нанопроизводства, сравнимым с возможностями Корнеллского наноразмерного комплекса.
О работе сообщили в выпуске Журнала прикладной физики от 15 августа научный сотрудник Корнельского университета Роб Илич, Слава Крылов, старший преподаватель Тель-Авивского университета и бывший приглашенный профессор Корнеллского университета, и Гарольд Крейгхед, профессор C.W. Lake Jr. инженерии в Корнелле.
Исследователи из Корнелла ранее использовали крошечные вибрирующие кантилеверы толщиной всего в несколько нанометров (миллиардных долей метра) для обнаружения объектов размером с вирус.
Подобно тому, как толстая гитарная струна вибрирует на более низкой ноте, чем более тонкая, добавление массы к вибрирующему стержню изменяет частоту его вибрации. Покрытие стержня тонкой пленкой добавляет обнаруживаемую массу, а по массе и толщине пленки можно определить плотность.
Пленка также изменяет сопротивление кантилевера изгибу. Чтобы выделить эту характеристику, исследователи сравнили колебания в плоскости (из стороны в сторону) и вне плоскости (вверх и вниз). Сопротивление изгибу в разных направлениях заметно различается, когда вибрирующий стержень широкий и тонкий. Когда поперечное сечение стержня квадратное, нет разницы между движением вверх-вниз и из стороны в сторону.
Чтобы проверить свою идею, исследователи изготовили множество кантилеверов длиной от шести до 10 микрон (миллионных долей метра), толщиной 45 нанометров и шириной от 45 нанометров до 1 микрона. В различных экспериментах на поверхность кантилеверов наносили пленки алюминия, нитрида алюминия и гафния толщиной от 21,2 до 21,5 нанометров.
