电子应用技术脉冲生日 利用滴答作响的宇宙时钟,终于揭示了数百万年来脉冲星的演化

小编 2024-11-23 电子头条 23 0

利用滴答作响的宇宙时钟,终于揭示了数百万年来脉冲星的演化

脉冲星是中子星的一种,脉冲星是众所周知非常稳定的天体物理时钟。脉冲星的脉冲非常规律,可用于测量它们的射电脉冲,促使了对爱因斯坦广义相对论的一些最令人兴奋的测试,并使科学家能够研究中子星内部极致密物质的行为。但就像地球上的普通时钟一样,脉冲星也不是完美的计时器,就像一只手表每年慢几秒一样,但脉冲星旋转的确切速度似乎在一个月到数十年的时间尺度上随机漂移了很小的量。

脉冲星也宇宙的时钟,一小部分脉冲星自转速度也被认为是迅速加快的,即它们开始“滴答作响”的速度比平常略快。这些效应被称为“自旋噪声”和“毛刺”,从脉冲星变成脉冲星,并可能揭示中子星是如何在数百万年内演化的;然而,这需要在许多年内精确跟踪数百个脉冲星自转。多亏了过去十年的一系列升级,2015年庆祝50岁生日的Molonglo望远镜可以每两周对数百颗脉冲星进行自旋跟踪观测。

这使得ARC引力波发现中心(OzGrav)的研究人员发现了三个新的毛刺事件,并测量了300颗脉冲星的自旋噪声强度。现在发表的一项由OzGrav博士生Marcus Low领导的研究中,研究人员研究了280颗最能代表正常脉冲星演化的脉冲星,并开发了一种类似于LIGO和Virgo探测引力波事件的统计方法。在CSIRO澳大利亚望远镜国家设施座谈会上公布的结果表明:

自旋噪声似乎随着脉冲星的年龄而减少,自旋噪声强度、脉冲星自旋的速度和其自旋随时间减慢的速度之间存在标度关系。随着观测视脉冲星的时间越长,自旋噪声变得越明显,也许能够在未来对Molonglo数据集的重新分析中添加更多脉冲星。也可以将统计方法应用于几十年来一直跟踪脉冲星自转的望远镜数据。更多脉冲星和更长的数据集结合将改善研究目前的测量结果,并使研究人员能够确定脉冲星中自旋噪声的确切原因。

虽然脉冲星具有非凡的旋转稳定性,但大规模的计时研究显示,脉冲星自转至少有两种不同类型的不规则性:红色计时噪声和毛刺。利用现代贝叶斯技术,研究了升级后的莫隆格罗天文台综合望远镜(MOST)在1.0-4.8年期间观测到的300颗明亮南天射电脉冲星的定时噪声特性,重新分析了与之前报道的9个脉冲星故障相关的自旋和自旋下降变化,并发展了一个改进的贝叶斯框架。

用于确定红色噪声强度如何随脉冲星自旋频率(ν)和自旋下降频率(⁠ν·⁠)的变化而变化,并将其应用于2 80颗非循环脉冲星的样本。利用这种新方法和一个简单的幂律标度关系,研究证明了红噪声强度在非循环脉冲星群体中的尺度为νa|ν·|b⁠。

这种方法可以很容易地适用于更复杂、由天体物理驱动的红色噪声模型。重点研究了对双中子星PSRJ0737−3039的计时,还发现了一颗明亮的射电脉冲星,该脉冲星最初是在第一次Molonglo脉冲星观测中发现。

博科园|研究/来自:ARC引力波发现卓越中心

参考期刊《皇家天文学会月刊》

DOI: 10.1093/mnras/staa615

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“舒服了!”脑深部电刺激术治疗难治强迫症,26岁植入电极小伙开机

王振给小伙调整机器参数

“舒服了!”“好些了”……伴随小伙的讲述,在场医护及家属悬着的心慢慢放下。

这是国内精神类专科医院实施的首例脑深部电刺激术(DBS)治疗难治性强迫症患者的开机现场。今天(11月15日),上海市精神卫生中心闵行院区实训楼内,距电极植入一个月,这名强迫症患者迎来“开机”的日子。

值得一提的是,这一“首例”是在沪两大国家级医学中心——华山医院与上海市精神卫生中心创新合作的一大成果。华山医院、上海市精神卫生中心分别是国家神经疾病医学中心、国家精神疾病医学中心,两大中心分别在中心主任毛颖、赵敏教授带领下,开启采用外科微创的神经调控技术,治疗一系列难治性精神疾病的临床研究。

此前,已在华山医院实施手术10余例,此次是在精神专科医院实施的第一例手术,双方都格外重视。华山医院派出神经外科陈亮教授带领的手术团队,包括外科医生、麻醉师和手术护士等,上海市精神卫生中心以王振教授领衔也组建了多学科团队。两个团队通力合作,共同成功实施了这例手术。

神经外科医生植入电极,手术后一个月迎来“开机”

强迫症患者小田(化名)是一名男青年,此前饱受强迫思维症状折磨近10年。每天,小伙脑子里会不断浮现一些“明知没必要、却无法控制”的想法,比如,是否患上了某种病,与女友的往事中是否有不好的场景等。为此,小田辗转多家精神专科医院,接受多种药物和心理治疗,疗效均不佳。

今年3月,小田了解到上海市精神卫生中心打算开展难治性强迫症DBS治疗,主动联系了诊疗团队,希望尝试治疗。

经前期近7个月调整治疗方案和评估,研究团队认为,小田的情况适合采用DBS治疗。

10月19日,小田接受了脑深部电极植入术。术中,华山医院神经外科团队将电极精准植入伏隔核及内囊前肢双靶点。

术后1周,他的伤口已完全愈合,期间无相关不良反应。小田还在医院度过了他的26岁生日。

作为强迫症诊治中心负责人,今天,上海市精神卫生中心副院长王振为患者实施首次开机程控。

前期植入的电极拥有大脑双侧的8个触点,本次程控,专家根据患者的体验和感受进行这些触点不同参数的组合,以求找到最佳配伍。

程控过程中,小田没有明显不适。开机后,专家不时询问他情绪的体验,根据情绪及症状变化进一步探索合适的配对触点以及合适的电压、脉冲等参数。

“电子药”创新应用,两个国家级医学中心携手开启一个新开端

程控耗时近2小时,小田的焦虑和抑郁的情绪明显改善。

此次开机过程也吸引院内众多学术团队关注。专家们还交流了神经调控技术的发展和临床应用。DBS是一种微创、可调节、不良反应少的神经调控技术,被认为是治疗难治性重性精神障碍的极富发展前景和想象力的治疗手段。

“电极的安全植入和今天的顺利开机,让我们看到了良好开端。”王振介绍,与药物治疗相比,DBS起效更快,术后1月开机时即可初步见效,至2-3个月调整刺激参数后其症状通常能获得更明显好转。

经DBS治疗后,多数患者可减少抗精神病药物的用量甚至停药。不仅如此,DBS有不同的程控方式,患者可根据自身情况选择来医院现场程控或远程程控,大大提升便捷度。“基于精神症状评估的个体化精准调控,使得难治性强迫症的个体化治疗成为可能。”王振说。

“我院将依托国家精神疾病医学中心建设,在现有精神疾病亚专科临床实践以及脑认知神经基础科研基础上,发展神经调控等多种诊疗新技术,在全国起到引领作用。”上海市精神卫生中心院长赵敏表示,新诊疗技术为难治重性精神疾病这一临床难题开辟新路径。

强迫症是精神科最难治的疾病之一。据统计,我国强迫症(OCD)的终生患病率达2.4%,在现有多种药物组合或药物联合心理治疗情况下,仍有约半数患者疗效不佳,更有20%-30%发展为“难治性强迫症”。DBS作为一种神经调控新技术,逐渐成为脑科学、精神疾病研究的热点,正在为难治强迫症患者开辟治疗“新大陆”。

“双靶点DBS用于强迫症的疗效安全性已得到验证。我们需要与更多医学专家讨论,探索‘化学药+电子药’刺激参数的更好组合,实现患者疗效最大化。”参与这次治疗技术团队的苏州景昱医疗器械有限公司陈磊博士称。

以往,DBS手术多在综合性医院开展。如今,上海市精神卫生中心开展了国内精神专科医院第一例精神外科(功能神经外科)手术,具有重要意义。上海市精神卫生中心党委书记谢斌对华山医院神经外科表示感谢,“这既是我院积极开拓精神疾病治疗模式的新进展,也是各学科各部门通力合作的结晶。我们将继续探索现代神经调控技术的临床新应用,造福更广大患者。”

看着小田症状的改善,小田的母亲由衷高兴,“经历了之前的这些痛苦,今天能看到孩子有好转,我们真心感激医院给予的帮助,希望能有更多的强迫症患者通过治疗好起来。”

文丨唐闻佳

图丨受访方供图

来源: 文汇报

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