Menu

Лобовое атермальное: Атермальное лобовое стекло: правила выбора и ухода

Содержание

Преимущества и недостатки атермальных стекол для автомобиля

При виде автомобиля с непривычным оттенком стёкол возникает вопрос – что это? Зеленоватые или голубые оттенки означают атермальное остекление машины.

Атермальное стекло – это обыкновенное стекло, в состав которого при изготовлении добавляют специальные примеси. Добавки в состав придают стеклу способность отражения от него лишнего жара солнца летом, что уменьшает нагрев частей салона. А в зимние периоды атермальное стекло не даёт теплу выходить из машины, не покрывается ледяной несоскабливаемой коркой и не запотевает.

Технология изготовления атермального стекла довольно трудоемкая и дорогостоящая. Только компании определенного статуса и возможностей могут заниматься таким процессом. Но, несмотря на сложности, крупные иностранные и знакомые всем российские автозаводы уже освоили  эту процедуру и предлагают потребителям приобрести автомобиль с атермальным остеклением или заменить на него имеющиеся обыкновенные стекла.

Содержание статьи

Как производится атермальное стекло?

Автомобильные атермальные стекла

В процессе производства в стекольную массу определенными образом и пропорциями добавляется состав, куда входят ионы серебра и оксиды железа. За счёт применения благородных металлов атермальное стекло приобретает разнообразные оттенки от зеленоватого, голубого и фиолетового до коричневого или даже оттенка хамелеон.

Добавление необычных примесей в состав стекла не ухудшает безопасность атермального стекла. Оно так же многослойно по структуре и при деформации все мелкие частицы стекла не вылетают из него, а остаются в плоскости стекла, что удовлетворяет требованиям безопасности.

Что означает атермальное остекление на автомобиле?

Атермальным  может быть лобовое и передне-боковое остекление. По большому счёту именно от этих стёкол идёт наибольший нагрев салона автомобиля. Редко атермальные стекла ставят на задние боковые двери и на заднее стекло. Производство таких необычных стёкол специфическое, поэтому и цена на атермальное остекление всей машины будет достаточно весома. Атермальное стекло обладает всеми свойствами обычного, но к ним добавляется много полезных и приятных моментов.

Атермальное остекление – это:

  • повышенная защищенность стекла от нагрева. Благодаря этому обивка салона, руль и передняя панель не будут чрезмерно перегреваться;
  • значительное уменьшение бликов света. Это повышает качество управления автомобилем, поскольку видимость дороги становится лучше и не приходится постоянно щуриться, глаза устают меньше;
  • необычный вид машины со стёклами зеленовато-голубого или фиолетового оттенка. Это обуславливается характером примешиваемых реагентов в состав. За счёт такого вмешательства, в процессе долгой эксплуатации атермального стекла, оно высокопрочно и более долговечно, поверхность стекла не выгорает на солнце;
  • четкое, контрастное изображение за стеклом с истинной цветопередачей;
  • доведённое до минимума замерзание и запотевание стекла в зимние месяцы;
  • экономия средств. За счёт низкой теплоотдачи летом система кондиционирования не работает на полную, а в морозные времена требуется меньше сил печке для нагрева и поддержания тёплой атмосферы. Снижается потребление топлива за счёт уменьшения или полного отключения печки и кондиционера, а сэкономленные деньги можно потратить на более полезные нужды. К тому же элементы двигателя прослужат куда дольше.

Как не обмануться при выборе атермального стекла?

Атермальное лобовое стекло

Предприниматели, главной целью которых является извлечение материальной выгоды, а не удовлетворение потребности покупателя, подделывают атермальные стекла или просто предлагают тонированное стекло вместо настоящего.

Способы проверки качества атермальности на стекле:

  • Главной чертой настоящего атермального стекла является нанесение в нижнем углу штампов Tined или Overtined. Такие метки должны быть четко написаны, не размыты и легко читаемы. Tined говорит о светопропускаемости в 81 % и имеет светло зелёный оттенок. Если стоит штамп Overtined – значит светопропускаемость 78,5 % и стекло имеет зелёный цвет.

    Таким образом, если перед вами стекло с размытым и нечитаемым штампом или вообще данная метка отсутствует – перед вами 100% подделка

  • За счёт сложного производства на высококачественном оборудовании все края и стороны атермального стекла четкие, ровные, без зазубринок. В противном случае, при малейшем дефекте кромки перед вами фальшивка;
  • Сравнение тени от стекла с ним самим. Если поставить атермальное стекло на землю, его тень будет темнее, чем само стекло.

Преимущества атермального остекления автомобиля

Атермальное остекление лобового стекла выделит ваш автомобиль и повысит комфорт передвижения. Атермальные стекла необычных оттенков добавят выразительности и закончат образ автомобиля.

Летом с таким остеклением не придётся садится в машину, как в «печку», за счёт отражения УФ лучей. А в холода не придётся мерзнуть, отскребая и отпотевая стекло, так как атермальное стекло сохранит тепло в салоне, сократив время работы печки и кондиционера.

Решив приобрести лобовое стекло, помните, что оно действительно стоит своих денег и невозможно купить качественное атермальное стекло дёшево. Помимо дороговизны, можно столкнуться только с ещё одной небольшой неприятностью. Поскольку в атермальное стекло добавляются смеси благородных металлов, при его многослойности и прочности, фильтр стекла очень слабо пропускает сигнал антирадара.

Атермальное лобовое стекло

Атермальные стекла появились на рынке не так давно, и среднестатистический автовладелец знает о них не так много. А отсутствие информации всегда порождает массу версий, а также изрядную путаницу. К примеру, существует миф о том, что теплопоглощающее стекло можно определить по цвету: оно зеленое или фиолетовое. Чем и пользуются мошенники, называя атермальными тонированные стекла, стекла с солнцезащитной полосой, просто любые «подкрашенные» автостекла, и реализуя их по соответствующей цене. Итак, что же такое атермальное лобовое стекло, и что о нем необходимо знать, чтобы не приобрести «невесть что» и жаловаться впоследствии, что от приобретения никакого толку?

Атермальное лобовое стекло – это не тонировка, не напыление, всяческие пленки тоже не имеют к атермальному стеклу ни малейшего отношения. Процесс его производства довольно сложен и под силу только предприятиям с современным оборудованием, владеющим современными технологиями. Таких на территории бывшего СССР один –два и обчелся. Кустарным образом атермальное теплопоглощающее стекло не производится.

Отсюда вывод: смотрим на маркировку. Если на ней обозначен малоизвестный производитель, скорее всего, вам предлагают подделку. Кроме того на маркировке должен быть указан тип стекла, к примеру, TINTED или OVERTINTED. Это и значит, что стекло атермальное. Кроме того, уважающий себя производитель все делает аккуратно. Если кромки стекла обработаны неровно, на краях остатки пленки, — это признак того, что производилось оно кустарным способом и теплопоглощающим не может быть по определению, каким бы цветом не было окрашено.

Слабый цветной оттенок атермального стекла – это побочный эффект введения в стекломассу в процессе производства стекла специальных добавок (обычно используется оксид железа). За счет этих добавок стекло приобретает свойства поглощать и частично отражать инфракрасную (тепловую) часть солнечного света. Ультрафиолетовое излучение оно тоже задерживает, но это заслуга практически любого стекла, не только атермального. В результате атермальное лобовое стекло предохраняет интерьер салона от выгорания и поддерживает в автомобиле комфортный для пассажиров климат. Можно обходиться без кондиционера и дорогостоящих климатических установок.

Что такое атермальное лобовое стекло, как установить, виды

Многие уже, наверное, слышали об атермальных стеклах для автомобилей. Но, мало кто знает что это, для чего и в каких случаях устанавливаются, как за ними ухаживать, и какие у них характеристики. Сегодня детально рассмотрим данный вид стекол.

Содержание статьи:

  1. Атермальное лобовое стекло — что это?
  2. Тонировка лобового стекла атермальной пленкой.
  3. Плюсы и минусы атермального лобового стекла.

 

Атермальное лобовое стекло — что это

Такие модификации автомобильных стекол изобретены недавно, но быстро приобретают популярность по некоторым причинам. Не опытные могут неверно интерпретировать сей термин. Многие думают, что атермальные — это такие, которые окрашены в какой-либо оттенок и имеют солнцезащитную пленку. Атермальное стекло — это такое стекло, поверхность которого покрыто ионами серебра. Напыленное стекло ионами серебра не дают стеклу нагреваться, пропуская через себя солнечные лучи. Также, нанесенные ионы серебра защищают в мороз, не позволяя промерзать стеклу и не позволяя собирать конденсат на поверхности стекла.Сейчас, на рынке автомобилей можно встретить машины базовой комплектации с установленными заводскими атермальными лобовыми стеклами. У кого стоят обычные стекла, покупают атермальные и меняют на них. Из отечественных марок и моделей авто, чаще всего, меняют на атермальные на автомобилях Ваз 2114 и на Ваз 2115.

 

Тонировка лобового стекла атермальной пленкой

Существуют атермальные стекла и пленки. Стекла такие изготавливаются на специальном оборудовании. Они имеют бледно-зеленый или бледно-голубой оттенок и маркируются штампом «Overtinted» или «Tinted». Маркировка наносится на правый верхний угол.Именно благодаря маркировке можно определить стекло действительно атермальное или просто покрыто пленкой.

Стекла с логотипами Overtinted и Tinted отличаются по уровню светопропускания. Стекло Tinted пропускает 81% света, а Overtinted — 78,5%. В зависимости от производственных мощностей производителя, стекла могут быть разных цветовых гамм. Могут быть коричневатыми, с оттенками фиолетового цвета, особую популярность набираются атермальные стекла хамелеон, многим нравятся переливающиеся цвета.

Чтобы не попасться на уловку недобросовестных продавцов, которые хотят продать стекла или транспорт с такими стеклами, говоря, что это атермальное лобовое стекло, а на самом деле — это пленка, существует хорошая возможность — проверить логотип, штамп справа вверху.Для тех, кто задумывается, ставить ли атермальные стекла, есть вариант купить атермальную пленку и приклеить ее. Такая пленка не как обычная тонировка. Атермальная пленка состоит из более, чем пару сотен слоев. В составе этой пленки не содержится металл. Клеится также, как и обычная тонировочная пленка: сначала почистить губкой и с мыльным раствором. Существует еще дорогой способ затемнять стекла — это электронная тонировка, которая управляется по кнопке: нажал — затемнилось, нажал — стало прозрачным.

Атермальная пленка продается в рулоне, поэтому ее можно наклеить и на боковые, ветровые стекла. Окрасы тоже разые — от почти прозрачного до хамелеона.

В этом видео показан процесс, как тонировать атермальной пленкой лобовое стекло.

Пленки выбирают из-за дешевизны и, еще, потому что не хотят снимать заводские стекла.

 

Плюсы и минусы атермального лобового стекла

Атермальные стекла для автомобилей имеют такие преимущества:

  • стекло не подвергается нагреву;
  • солнечные лучи не нагревают поверхность панели приборов, даже, если она черная;
  • низкий показатель количества бликов во время движения;
  • уменьшена нагрузка на систему климат-контроля авто;
  • салон защищен от перегрева и выгорания;
  • устойчивая температура внутри машины даже в зимнее время;
  • повышенный комфорт для водителя и пассажиров;
  • повышенная прочность атермальных стекол обеспечивает лучшую безопасность;
  • до 50% инфракрасных и ультрафиолетовых лучей гасится при прохождении через атермальное стекло;
  • четкая цветопередача, то есть объекты не искажаются под различными углами;
  • модификация таких стекол соответствует Государственным стандартам (ГОСТ).
Но, как и у всех изделий, не может быть только плюсов. К недостаткам можно отнести следующие пункты:

Автор публикации

15 Комментарии: 25Публикации: 324Регистрация: 04-03-2016

Атермальные стекла (Хамелеон) | Байкал Стеклосервис

Атермальное стекло или Хамелеон — это стекло с функцией “Климат-комфорт”. В своей структуре стекло имеет пленку “Solar”, которая меняет цвет под воздействием солнечного света. Функционально атермальное стекло отличается от обычного своими теплопоглощающими свойствами: через такое стекло Солнце не греет. Это позволяет увеличить уровень комфорта в жаркое время года и защитить салон от выгорания и перегрева.

Атермальное стекло отличается по цвету и имеет фиолетовый или синий оттенок, придающий автомобилю более солидный и привлекательный вид.

Атермальное лобовое стекло:

В нашем сервисе вы можете купить атермальные стекла со следующими характеристиками:

Атермальные стекла с фильтром ультрафиолетового излучения 


Стекло эффективно защищает пассажиров и материалы отделки салона от солнечного тепла и ультрафиолетовых лучей.

Атермальные стекла с солнцеотражающим покрытием 


Относятся к стеклам, которые предлагают лучший температурный комфорт. Стекла поглощают высокую температуру лучше, чем стандартное тонированное стекло, либо отражают солнечный свет.

Атермальные стекла с антибликовым покрытием 


Стекло обеспечивает комфорт водителя, снижая более чем на 40% отражение в лобовом стекле. Специальное антиотражающее покрытие наносится на внутреннюю сторону лобового стекла и существенно снижает отражение приборной панели в лобовом стекле.

Мы можем подобрать атермальные автостекла для Audi, BMW, Mercedes, Land Rover, Range Rover, Porsche, Volvo, Volkswagen, Opel, Ford, Skoda и многих других марок автомобилей. Заказать стекло вы можете по телефону 8 (495) 545-66-62 или по электронной почте [email protected]

В нашем сервисном центре вы также можете установить атермальное стекло на свой автомобиль.

Для того, чтобы ваш автомобиль выглядел еще более солидно и привлекательно, в дополнение к атермальному стеклу рекомендуем тонирование боковых стекол и тонирование оптики.

Атермальное лобовое стекло — для чего применяется, плюсы и минусы

Прозрачность автомобильного остекления полезна для обеспечения видимости, особенно в тёмное время суток и при плохой погоде, но имеет недостаток в виде свободного проникновения энергии солнечных лучей с последующим нагревом салона до некомфортной температуры.

Содержание статьи:

Если даже в машине включена климатическая система, то лишний перегруз ей ни к чему, не говоря уже о расходе топлива, а при стоянке с заглушенным двигателем такая атака инфракрасного излучения может превратиться в катастрофу, вплоть до разрушения элементов салона.

Желательно часть света задержать ещё до попадания в салон, то есть затемнить стёкла.

Атермальная тонировка и стекло — это одно и то же?

Для воспрепятствования проникновению в салон лишней световой энергии вполне достаточно нанести на стекло светопоглощающую плёнку. Наклеить или даже напылить в вакууме.

Статья по теме: Как самому наклеить тонировку в машине — фото и видео инструкция

Определённый эффект это даст, но одновременно образуется целый ряд недостатков:

  • прочность такого покрытия в любом случае оставляет желать лучшего, поскольку любая плёнка не обладает свойствами стекла, может повредиться, отклеиться или просто состариться;
  • лучистая энергия будет больше поглощаться, чем отражаться, что приведёт к её накапливанию и в конечном счёте всё равно к нежелательному отапливанию салона;
  • если увеличить отражающую способность нанесённого поверхностного слоя, то такое стекло начнёт бликовать, что недопустимо по требованиям безопасности;
  • большинство бюджетных плёнок работают в лучшем случае равномерно во всех диапазонах, инфракрасном (ИК), видимом и ультрафиолетовом (УФ), хотя идеальным будет подавление крайних частот всего спектра, с сохранением прозрачности в его видимой части.

По этим причинам вводить вещества, отвечающие за отражение и поглощение, лучше всего в процессе изготовления стекла, распределяя их по всей массе материала, что и делается в случае настоящих атермальных стёкол.

Какие стёкла бывают атермальными

Производство истинно высокотехнологичных атермальных стёкол началось относительно недавно, ставились они только на премиальные автомобили в качестве опционального оснащения.

Промежуточным решением можно считать снижение оптической прозрачности лобового стекла, оно всегда изготавливается по технологии триплекса, то есть двух стеклянных слоёв, между которыми вклеена пластиковая гибкая плёнка.

Именно её и можно затонировать, подобно той, которая наклеивается снаружи. Будут решены вопросы прочности и износостойкости, но остальные проблемы сохранятся.

Читайте также: Что лучше полный привод, передний или задний

Поэтому истинно атермальным можно считать только стекло, в которое введены атомы металлов и их соединений равномерно по всей массе. Используется серебро или оксиды железа.

Полученный эффект позволяет за счёт изменения оптических свойств продукта разнести коэффициент пропускания неравномерно по спектру, понизив его в нужных диапазонах.

Стёкла могут быть разной степени пропускания, что отражается в их заводской маркировке.

  1. Tinted – таким обозначением снабжаются стёкла умеренного светопропускания, они отличаются небольшим зеленоватым оттенком, задерживая около 10-15 процентов светового потока видимого диапазона, при этом достаточно уверенно отсекая до половины тепловой энергии и почти всю коротковолновую в УФ диапазоне.
  2. Overtinted – видимая часть спектра теряет более 20% интенсивности, тем не менее стекло укладывается в требования отечественного ГОСТ по светопропусканию автомобильных стёкол. Соответственно, само стекло выглядит более затенённым, имея достаточно насыщенный зелёный оттенок.

Ионы серебра в стеклянном расплаве дают наилучший эффект, при этом негативно влияют на стоимость продукта.

Дополнительным недостатком будет снижение радиопрозрачности стекла именно в тех диапазонах, где работают многочисленные автомобильные гаджеты, отвечающие за навигацию, контроль режимов движения и мобильную связь.

Зато стекло становится прочнее, эффективно предохраняет салон от жары и не накапливает энергию в себе, отражая её в обратном направлении.

Плюсы и минусы защитных стёкол

Применение атермального остекления не может состоять из одних достоинств, сказывается сложность и несовершенство технологий изготовления.

Невозможно создать вокруг автомобиля идеальный оптический фильтр.

  1. Изготовление атермальных стёкол, даже не самых совершенных, обходится дорого, их цена минимум вдвое превышает стоимость обычных, независимо, триплекс это или закалённые боковые и задние.
  2. Несмотря на все старания, видимость через атермальные стёкла всё же ухудшается, что обязательно сказывается на безопасность движения при недостаточном освещении.
  3. Возникает некоторое искажение цветопередачи стёкол, недостаток, свойственный любому оптическому фильтру.
  4. Затрудняется радиосвязь внутри салона автомобиля. Чувствительные устройства приходится выносить за его пределы.
  5. Возможны проблемы с действующим законодательством, если стекло соответствующим образом не сертифицировано.
  6. Тип затенения может быть плохо совместим с солнцезащитными очками водителя, действующими на основе поляризации светового потока.

При этом достоинства такого остекления перевешивают все его минусы.

  1. Салон автомобиля дольше сохраняется в условиях сильной солнечной радиации, можно применять более дешёвые материалы, которые с обычным стеклом быстро пришли бы в негодность.
  2. Экономится топливо за счёт более щадящего режима работы климатической системы.
  3. Салон машины не перегревается на стоянках, его можно быстрее охладить перед поездкой.
  4. Водителю не надо напрягать зрение, уменьшается также и вероятность появления бликов за счёт более мягкого рассеяния лучей.
  5. При работе отопителя, хоть и незначительно, но снижается рассеяние тепла излучением в окружающее пространство.

Преимущества такого остекления настолько велики, что многие автовладельцы стремятся установить его и на те машины, где оно не предусмотрено заводом.

Как отличить подделку от оригинала

Прежде всего, хорошее стекло не может быть дешёвым, например, практически не отличаться по цене от стандартного.

Существуют и другие, прямые и косвенные признаки:

  • товар должен быть качественно изготовлен, особенно это касается кромок стекла, там не должно быть никаких нарушений геометрии, зазубрин и неровностей;
  • стекло не должно вносить оптических искажений, что обеспечивается отсутствием перепадов толщины, картинка сквозь стекло в точности такая, как и без него, никаких эффектов «кривого зеркала»;
  • маркировка стекла нанесена чётко, полностью соответствует образцу, предоставляемому компанией-изготовителем;
  • стекло сертифицировано, документация на него не должна вызывать подозрений;
  • производитель должен быть хорошо известен, мелкие компании не владеют подобными технологиями;
  • тень от качественного стекла выглядит темнее, чем можно было бы ожидать, глядя на его визуальную прозрачность;
  • обычно свет, проходя через атермальное стекло, поляризуется, что можно увидеть через поляризационные очки, заметив характерные радужные разводы.

Только с настоящими сертифицированными стёклами можно избежать проблем с контролирующими органами.

Это интересно: Как установить камеру заднего вида на автомобиль (схема подключения)

Подделка скорее всего не пройдёт проверку на светопропускание, как это происходит с запрещённой тонировкой лобового и передних боковых стёкол.

А её прочность повлияет на безопасность автомобиля, в котором вклеенное лобовое стекло работает в общей системе обеспечения жёсткости всего кузова.

Атермальное лобовое стекло | Мир Автостекла СПб

Масштабную популярность атермальные лобовые стекла приобрели сравнительно недавно. Возможно, именно поэтому такое стекло часто путают с обычным, оснащенным пленкой. Попробуем разобраться, в чем разница.

Что такое атермальное стекло?

Принципиальное отличие рассматриваемого стекла от стандартного состоит в заводской обработке ионами серебра. Эти ионы задерживают и охлаждают солнечные лучи, поэтому стекло не нагревается, что очень удобно летом. Кроме того, такая обработка снижает степень образования конденсата и промерзания в зимнее время.

Какие автомобили отечественного производства могут быть оснащены таким стеклом?
Многие зарубежные автозаводы оснащают свою продукцию такими стеклами уже в базовой комплектации, отечественные заводы к такому решению пока не пришли. Испытывая соответствующую необходимость, водители могут установить такую деталь на собственные автомобили следующих марок:
• ВАЗ 2114;
• ВАЗ 2115;

Чем атермальная пленка лучше стекла?

Владельцам тех автомобилей, для которых пока не производят рассматриваемых деталей, категорически не стоит отчаиваться, ведь кроме атермальных стекол существуют еще и атермальные пленки, которые можно наклеить на любое стекло любого автомобиля. Данная пленка является многослойной и не содержит в своем составе металла и, соответственно, не препятствуют работе радиооборудования: навигатора, магнитолы, мобильного телефона. Нельзя сказать, что металлизированное стекло создает критические помехи, но все — таки они есть.
Каковы основные положительные особенности рассматриваемой продукции?
Большинство водителей, имеющих опыт использования атермального стекла, единогласно отмечают следующие положительные особенности стекла:
• Отсутствие нагрева даже в самый жаркий день, что не редкость для нашего климата;
• Существенное сокращение количества бликов в процессе поездки, что обеспечивает не только комфорт, но и безопасность;
• Обшивка салона не выгорает;
• Температурный режим в салоне становится более стабильным и, соответственно, более комфортным;
• Атермальные стекла прочнее стандартных аналогов;
Справедливости ради стоит сказать, что наряду с перечисленными преимуществами, рассматриваемая продукция имеет следующие недостатки:
• Такие стекла стоят дороже обычных;
• Радар — детекторы, находящиеся в салоне автомобиля, становятся бесполезными при наличии такого стекла;
• Производством таких деталей на сегодняшний день занимается достаточно малое количество производителей, то есть выбирать в этом смысле практически не из чего, но сортамент был и остается достаточно широким;
• Не для всех автомобилей на сегодняшний день есть такие стекла. Впрочем, рассматриваемая проблема с легкостью решается применением пленки;
Сопоставляя преимущества и недостатки, которые были перечислены в списках выше, можно с непоколебимой уверенностью сказать: достоинств у такой продукции, как атермальное стекло для автомобилей значительно больше, чем минусов, да и значимость преимуществ на порядок выше, чем недостатков.

Что такое атермальное остекление в машине

Автор: Евгений Живоглядов.
Дата публикации: .
Категория: Автотехника.

Салон автомобиля является замкнутым пространством с небольшой площадью, при этом его большая часть покрыта стеклами, поэтому в жаркое время года нахождение в машине превращается в настоящий кошмар. Помимо этого, стандартное лобовое стекло пропускает ультрафиолет, который губителен для пластиковых и кожаных поверхностей.

Чтобы избавиться от этих неприятностей многие используют тонировку. Однако такой материал (особенно если он приобретен у недобросовестного поставщика) не всегда отвечает требованиям ГОСТ по светопропускной способности (не менее 75% для лобового стекла и не меньше 70% для боковых). Также пленка, приклеенная некачественно, будет пузыриться или отрываться кусками. Поэтому намного лучше установить в авто атермальное стекло, которое способно поглощать и отражать солнечную энергию.

Атермальное стекло и атермальная тонировка одно и то же или нет

Пленочный светофильтр представляет собой несколько пластин, склеенных между собой. Такая тонировка наносится на любое прозрачное стекло и позволяет защитить салон машины от вредного влияния солнечного света, но, не скрывая, что находится в машине от любопытных глаз.

Если же речь идет об атермальном остеклении, то оно также призвано противостоять УФ-излучению. Однако в этом случае имеется ввиду стекло, которое было произведено по особой технологии. То есть на него не просто наклеили светофильтр. Хоть идея атермального остекления не нова, изготовление такого стекла требует дорогостоящего специализированного оборудования. Это связано с тем, что в процессе производства в стандартное расплавленное стекло добавляют присадки (в строгом соотношении и количестве), в качестве которых чаще всего используется оксид железа и ионы серебра.

Полезно! Атермальные лобовые стекла способны поглощать порядка 50% ИК-излучения и солнечной энергии. Пленка же отталкивает инфракрасные лучи и энергию до 93%.

Таким образом, атермальная пленка и стекло представляют собой два совершенно разных продукта. Разумеется, второй обойдется дороже, а пленку при желании можно приобрести и приклеить самостоятельно. Однако, качество первого материала значительно выше.

Преимущества атермального остекления

АС обладает массой достоинств помимо препятствия нагреванию салона машины в летний зной. Атермальное стекло также:

  • Прочнее и долговечнее стандартного стекла. Если во время движения в машину попадет небольшой камень, то с наибольшей вероятностью он не оставит трещины или другого серьезного повреждения.
  • Немного затемняет поверхность, поэтому снижается образование бликов. Поэтому даже если водитель забыл солнечные очки, преломления света не будет таким сильным, чтобы ослепить его.
  • Позволяет сэкономить топливо, так как не придется лишний раз включать систему кондиционирования.
  • В зимнее время позволит, наоборот, сохранять тепло. Это объясняется тем, что оно намного дольше промерзает.
  • Выполняет роль теплозащитного экрана. Все происходящее снаружи автовладелец видит четче, поэтому его глаза меньше устают.
  • Не требует обновления (например, как покрытия типа «антидождь»).

Таким образом салон машины не будет нагреваться и выгорать. При этом автовладелец получает более прочное лобовое стекло, которое будет сложнее повредить и злоумышленнику, решившему попасть внутрь ТС.

Полезно! В отличие от тонировки разных типов, АС разрешено для использования и никак не противоречит закону о светопропускной способности.

Атермальное остекление действительно повышает уровень комфорта водителя и пассажиров транспортного средства, поэтому некоторые крупные автопроизводители (зарубежные и отечественные) начали выпускать новые модели машин, в которых даже в базовой комплектации устанавливаются более прочные АС. Однако, даже такой весомый аргумент не означает, что конструкции этого типа лишены минусов.

Недостатки АС

Основной минус заключается в том, что производство таких изделий слишком затратное. В итоге стоит такое автомобильное стекло чуть ли не в 2 раза дороже обычно. Хотя, если учесть его долгий срок службы и то, что водителю не придется жечь больше бензина в летнее время или менять выгоревшею обивку, то такое стекло со временем удастся «отбить».

Второй минус касается только тех, кто любит использовать такие гаджеты, как антирадары и навигаторы. К сожалению, из-за компонентов, которые входят в состав такого стекла, оно в прямом смысле может глушить сигнал. Поэтому могут возникнуть проблемы.

Третий минус – такие изделия сложно найти для любого автомобиля. Конечно в интернете есть подделки на любой вкус и цвет, но покупать фальшивку нет никакого смысла. Лучше дождаться, когда в продаже появится именно заводская модель.

К слову, контрафактные модели, которые наводнили рынок в связи растущей популярностью АС, являются еще одним недостатком. Но, его можно исключить, если обратить внимание на несколько нюансов.

Как отличить подделку от оригинала

Находчивости жуликов никогда нет предела, поэтому сегодня некоторые недобросовестные продавцы умудряются продавать под видом атермальных стекол даже обычные изделия с солнцезащитной полоской. Чтобы не заплатить большие деньги за простую «стекляшку» нужно держать ухо востро и обратить внимание на следующие детали:

  • Маркировка. На стекле обязательно должно присутствовать слово «Tinted» (уровень светопропускания 81% для лобового и 80% для боковых стекол) или «Overtinted» (78,5% и 72%). Также нужно обратить внимание на то, что изделия «Tinted» будут отличаться легким зеленоватым оттенком, у «Overtinted» более насыщенный зеленый цвет.

  • Стоимость. Атермальное стекло не может стоить столько же, сколько и обычное. Учитывая сложности его производства, цена должна быть минимум на 10-15% выше.
  • Кромка стекла. Если изделие изготовлено качественно, то производитель не допустит «косяков» в виде некачественной обработки краев изделия. Поэтому нужно провести рукой по кромке. Если чувствуются шероховатости, неровности или зазубрины, то с наибольшей вероятностью такое АС было изготовлено в кустарных условиях.

Также существует еще два простых способа проверки изделия:

  • Надеваем солнцезащитные очки с эффектом поляризации и смотрим на поверхность стекла. Если на ней как будто появляются радужные переливы, как на луже пролитого бензина, то такое изделие настоящее.
  • Ставим стекло на солнце таким образом, чтобы от него образовалась тень. Если она темнее самого изделия, то АС настоящее, если светлее, то это явно подделка.

Если говорить об оттенке настоящего стекла, то он не обязательно будет чистым зеленым. Поверхность может отличать и голубоватым, фиолетовым или коричневатым оттенком.

Влияние граничных теплопотерь на фронтальную полимеризацию — Иллинойсский университет Урбана-Шампейн

TY — JOUR

T1 — Влияние граничных теплопотерь на фронтальную полимеризацию

AU — Goli, E.

AU — Gai, T. 9000

AU — Geubelle, PH

N1 — Информация о финансировании: Эта работа была поддержана Управлением научных исследований ВВС путем вручения премии FA9550-16-1-0017 (д-р Б. «Лес» Ли, руководитель программы) в рамках Центра передового опыта в области самовосстановления, регенерации и структурных исследований. Ремоделирование.Авторы также признают поддержку Национального научного фонда, грант № 1830635, через программу LEAP HI: Производство США. Авторское право издателя: © 2020 Американское химическое общество.

PY — 2020/7/23

Y1 — 2020/7/23

N2 — Фронтальная полимеризация (ФП) считается более быстрой и энергоэффективной альтернативой традиционным технологиям производства термореактивных полимеров и композитов. термическое равновесие между теплом, выделяемым экзотермической реакцией системы смол, и теплом, потребляемым продвигающимся фронтом.Однако потеря тепла в окружающую среду может нарушить это тепловое равновесие, замедлить и, возможно, погасить фронт. В данной работе исследуется влияние на основные характеристики (скорость распространения и максимальную температуру) фронта полимеризации двух видов тепловых потерь в окружающую среду: конвективных тепловых потерь по границе канала реакции и контактных тепловых потерь на границах раздела каналов и инструментальной пластины. . Анализ выполняется численно с использованием нелинейного, адаптивного полностью связанного конечно-элементного решателя.

AB — считается более быстрой и энергоэффективной альтернативой традиционным технологиям производства термореактивных полимеров и композитов. Фронтальная полимеризация (ФП) основана на тепловом равновесии между теплом, выделяемым в результате экзотермической реакции системы смолы, и потребляемым теплом. по наступающему фронту. Однако потеря тепла в окружающую среду может нарушить это тепловое равновесие, замедлить и, возможно, погасить фронт. В данной работе исследуется влияние на основные характеристики (скорость распространения и максимальную температуру) фронта полимеризации двух видов тепловых потерь в окружающую среду: конвективных тепловых потерь по границе канала реакции и контактных тепловых потерь на границах раздела каналов и инструментальной пластины. .Анализ выполняется численно с использованием нелинейного, адаптивного полностью связанного конечно-элементного решателя.

UR – http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=850884

&partnerID=8YFLogxK

UR – http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=850884

&partnerID=8YFLogxK

U2 — 10.1021 / acs.jpcb.0c03107

do — 10.1021 / acs.jpcb.0c03107

м3 — Статья

C2 — 32551667

AN — Scopus: 850884

VL — 124

SP — 6404

EP — 6411

JO — Журнал физической химии B

JF — Журнал физической химии B

SN — 1520-6106

IS — 29

ER —

Температура мозга изменяет вклад возбуждающих и тормозных входов в потенциалы вызванного поля в лобной коре крысы

Введение

Влияние температуры на поведение животных и нервную активность привлекло значительное внимание.Давно известно, что охлаждение фокальных областей мозга инактивирует их функцию (Brooks, 1983). Классически сообщалось, что охлаждение коры вокруг центральной борозды вызывает обратимую инактивацию моторной функции (Trendelenburg, 1911). В последнее время появились данные, свидетельствующие о том, что изменения температуры мозга могут влиять на различные функции мозга, включая реакцию на сенсорные сигналы (Payne et al., 1996; Hupé et al., 1998; Lomber and Malhotra, 2008), рабочую память (Fuster and Bauer , 1974; Bauer and Fuster, 1976; Fuster et al., 1981) и производство песен у певчих птиц (Long and Fee, 2008; Аронов, Фи, 2012). Кроме того, температура мозга важна в клиническом контексте (Wang et al., 2014). Патологическая нервная гипервозбудимость тесно связана с температурой. Тяжелая лихорадка вызывает фебрильные судороги у младенцев (Dubé et al., 2009), а фокальное охлаждение мозга является эффективным методом лечения эпилептических больных (Ommaya and Baldwin, 1963; Karkar et al., 2002; Nomura et al. , 2014).

Предыдущие электрофизиологические исследования показали, что изменения температуры также могут модулировать нервную активность (Bindman et al., 1963; Мозли и др., 1972; Мозер и др., 1993; Сабатини и Регер, 1996 г.; Хупе и др., 1998 г.; Швердтфегер и др., 1999; Айхара и др., 2001; Лонг и Фи, 2008 г .; Стуженске и др., 2015; Айт Уарес и др., 2019 г.; Оуэн и др., 2019). Однако то, как происходит эта модуляция, остается спорным. В некоторых исследованиях сообщалось, что охлаждение мозга снижает активность нейронов (или что нагревание мозга повышает активность нейронов; Hupé et al., 1998; Stujenske et al., 2015). Сообщалось также, что во время приступа эпилепсии охлаждение мозга может остановить гиперактивность у пациентов-людей (Ommaya and Baldwin, 1963; Karkar et al., 2002; Nomura et al., 2014), а также у животных (Motamedi et al., 2006; Inoue et al., 2017). В других исследованиях сообщалось о противоречивых выводах, например, о том, что охлаждение мозга повышает нервную активность (или что нагрев мозга снижает нервную активность; Bindman et al., 1963; Moser et al., 1993; Schwerdtfeger et al., 1999; Ait Ouares et al. и др., 2019; Оуэн и др., 2019). Что еще более важно, мало что известно о влиянии температуры на обработку информации мозгом на сетевом уровне, где интегрированы множественные входы различных нейротрансмиттеров (например,г., глутамат, ГАМК, допамин и так далее).

Чтобы выяснить, как изменения температуры мозга влияют на обработку информации на сетевом уровне в мозге, мы сосредоточились на том, как локальная температура мозга модулирует кортикальные вызванные потенциалы. Физиологическая температура мозга обычно поддерживается на уровне примерно 35–39°C (Fuller, 1984; Deboer and Tobler, 1996; Kiyatkin et al., 2002; Kiyatkin, 2010; Wang et al., 2014; Vieites-Prado et al., 2016). ). Изменения температуры мозга зависят не только от изменений нервной активности, но и от потери тепла телом через кровоток (Abrams et al., 1965; Хейворд и Бейкер, 1969 г.; Кияткин и др., 2002; Кияткин, 2010). Температура артериальной крови обычно ниже температуры головного мозга (Abrams et al., 1965; Hayward, Baker, 1969; Kiyatkin et al., 2002; Kiyatkin, 2010), а усиление кровотока снижает локальную температуру головного мозга (Hayward, Baker, 1969). Исследования с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) показали, что увеличение потенциала локального поля (LFP), но не единичной активности, коррелирует с повышенным сигналом, зависящим от уровня оксигенации крови (BOLD) (Ogawa et al., 1990; Логотетис и др., 2001). Поскольку ЖИРНЫЙ сигнал увеличивается при увеличении кровотока (Ogawa et al., 1990), можно было предсказать корреляцию между локальной температурой мозга и полевыми потенциалами. Исходя из этого предположения, мы регистрировали корковые вызванные потенциалы при изменении локальной температуры мозга у крыс.

В этом исследовании мы изучили, как меняются потенциалы поля при изменении локальной температуры мозга. Мы доставляли электрические импульсы к дофаминовой области среднего мозга и измеряли вызванные потенциалы в лобной коре.Точно установлено, что стимуляция дофаминовой области среднего мозга вызывает вызванные ответы в лобной коре (Mercuri et al., 1985; Lavin et al., 2005; Watanabe et al., 2009; Kunori et al., 2014; Kabanova et al. ., 2015; Перес-Лопес и др., 2018). Поскольку кора и средний мозг являются анатомически удаленными структурами (поверхностная структура по сравнению с глубокой структурой), температура коры может изменяться независимо от температуры среднего мозга. Таким образом, этот путь пригоден для изучения влияния температуры в области возникновения вызванных потенциалов (т.д., лобная кора). Мы использовали анестезированных животных, у которых изменение нервной активности, метаболизма и, как следствие, колебания температуры во время экспериментов можно было свести к минимуму. Здесь мы показываем, что очаговое охлаждение мозга вызывает увеличение амплитуды вызванных потенциалов при температуре, близкой к физиологической, но что фармакологическая блокада ГАМКергических тормозных входов устраняет это увеличение.

Материалы и методы

Животные

Настоящее исследование включало 51 самца крысы Wistar [295 ± 33 г, возраст 15 ± 3 недели (среднее значение ± стандартное отклонение), Japan SLC Inc.; Сидзуока, Япония]. Все экспериментальные процедуры проводились в соответствии с Руководством Национального института здравоохранения по уходу и использованию лабораторных животных, и одобрение этого исследования было предоставлено Комитетом по уходу и использованию животных Национального института передовых промышленных наук и технологий (AIST).

Хирургические процедуры

Перед операцией каждое животное анестезировали 3% газом изофлураном, подаваемым с помощью анестезиологического устройства (KN-1071, Natsume Seisakusho Company, Ltd.; Токио, Япония) и получили внутрибрюшинную инъекцию кетамина (88 мг/кг) и ксилазина (14 мг/кг). Во время операции голову каждой крысы фиксировали с помощью стереотаксического устройства (SR-6R-HT, Наришиге; Токио, Япония). Выполнена трепанация черепа, чтобы сделать два отверстия в черепе; один использовался для регистрации вызванных потенциалов в дорсальной лобной коре, а другой использовался для стимуляции дофаминовой области среднего мозга [латеральная часть вентральной области покрышки (VTA), медиальная часть компактной части черной субстанции (SNc) и промежуточная область].Круглое отверстие для записи располагалось примерно на 2,5 мм впереди брегмы и на 2,5 мм латеральнее средней линии с левой стороны, а его диаметр составлял примерно 5 мм. Отверстие для стимуляции SNc/VTA располагалось на 6,8 мм кзади от брегмы и на 1,5 мм латеральнее средней линии с левой стороны; отверстие было примерно прямоугольным (3 × 4 мм). Твердая мозговая оболочка была удалена из каждой области (рис. 1А, В).

Рисунок 1 . Экспериментальные процедуры. (A) Экспериментальная установка с использованием анестезированных крыс.Температуру коры контролировали с помощью камеры термоконтроля в зоне записи. (Б) Экспериментальная система. Вызванные потенциалы, вызванные стимуляцией дофаминовой области среднего мозга, регистрировались в терморегулируемой лобной коре. (C) Температуры коры, измеренные на глубине 1 мм во время экспериментов 1 (без контроля температуры тела; пурпурные круги и линия) и 2 (с контролем температуры тела; голубые ромбы и линия), наносятся на график в зависимости от температуры циркулирующей воды.Данные для всех животных в экспериментах 1 ( n = 8) и 2 ( n = 12) были подобраны с использованием линейных функций ( R 2 = 0,98, 0,98). (D) Гистологический срез места стимуляции с окрашиванием по Нисслю (вверху) и окрашиванием TH (внизу). Электролитическое поражение было сделано в дофаминовой области среднего мозга (черные стрелки). Масштабная линейка, 1000 мкм. (E) Анатомическое расположение места стимуляции в дофаминовой области среднего мозга. Гистологические диаграммы, изображающие расположение всех участков стимуляции, соответствующих областям атласа Paxinos и Watson (Paxinos and Watson, 2014; адаптировано с разрешения Elsevier Inc.; n = 47 животных).

Устройство контроля температуры

Температуру коры головного мозга контролировали с помощью терморегулирующей камеры (рис. 1А), изготовленной из стоматологического цемента (PANAVIA™ V5, Kuraray Noritake Dental Inc.; Токио, Япония). Трубка из нержавеющей стали в виде змеевика (внутренний диаметр = 6 мм) была заделана внутрь камеры. Камеру заполняли 100 мкл физиологического раствора (эксперименты 1 и 2 и контрольные условия в опытах 5–7) или солевого раствора, содержащего антагонисты (антагонистические условия в опытах 3–7), для контроля температуры коры.Используя жидкостный циркулятор (LTCi-150HP или MCX-250, As One Corporation; Осака, Япония), вода с регулируемой температурой текла через трубу из нержавеющей стали для регулирования температуры коры посредством теплопроводности . Мы использовали раствор антифриза вместо воды, когда температура циркулирующей жидкости должна была быть ниже 0°С в экспериментах 1 и 3. В ходе экспериментов температуру коры головного мозга регистрировали термометром (БАТ-10Р/ЛОП, Physitemp). Instruments, Inc.; Клифтон, штат Нью-Джерси, США), вставив термопарный электрод (MT-29/2, Physitemp Instruments, Inc.; Клифтон, штат Нью-Джерси, США) на глубине 1 мм в лобной коре. Было подтверждено, что корковая температура на этой глубине линейно коррелирует с температурой воды, циркулирующей в трубе (рис. 1С). Кортикальную температуру меняли перед каждой записью. Изменение корковой температуры, интервал и средняя скорость изменения температуры между двумя записями составили 3,7 ± 1,5°С, 4,2 ± 2,9 мин и 1,6 ± 1,6°С/мин соответственно в опытах 1 и 3, 3,0 ± 0,2°С, 6,1 ± 3.7 мин и 0,6 ± 0,2 °С/мин соответственно в опытах 2 и 4 и 9,0 ± 0,3 °С, 10,7 ± 8,6 мин и 1,1 ± 0,4 °С/мин соответственно в опытах 5–7 (Мокрушин и др., 2014).

Электрофизиология

Во время электрофизиологических экспериментов каждая крыса находилась под анестезией с использованием 0,5–2,5% газа изофлюрана, подаваемого через анестезиологическую маску (GM-3, Нарисигэ; Токио, Япония), и голова каждой крысы фиксировалась с помощью стереотаксического устройства ( SR-6R-HT, Нарисигэ, Токио, Япония).Мы пытались поддерживать постоянную концентрацию изофлюрана в каждом состоянии, чтобы свести к минимуму влияние концентрации анестезии (Sebel et al., 1986). Однако мы увеличили концентрацию изофлюрана из-за снижения глубины анестезии в 12 из 136 состояний (в 2 из 8, 2 из 12, 0 из 8, 1 из 12, 1 из 24, 4 из 36 и 2). из 36 условий из экспериментов 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7 соответственно). Изменение концентрации в пределах одного экспериментального условия составило 0,052 ± 0,17% (среднее значение ± стандартное отклонение).Вызванные потенциалы на лобной коре регистрировали с помощью серебряного шарикового электрода (UL-3010, Unique Medical Company, Ltd.; Токио, Япония), помещенного на поверхность коры в камере термоконтроля и отфильтрованного с полосой пропускания 0,1–1000. Гц. Шаровой электрод располагался на ~2 мм впереди брегмы, ~1,5 мм латеральнее средней линии и ~2 мм от электрода термопары. При регистрации вызванных потенциалов на кору в дофаминовую область среднего мозга (ВТА/СНк) подавали одиночный электрический импульс (амплитуда 200 мкА, длительность 300 мкс) с помощью концентрического биполярного электрода (IMB-9002, Inter Medical Company, г. ООО; Нагоя, Япония), который был нацелен на область 5,6–7,2 мм кзади от брегмы, 1,0–1,5 мм латеральнее средней линии и на глубину 6,5–8,5 мм (рис. 1D, E). При каждой температуре вызванные потенциалы регистрировали в 10–30 пробах в опытах 1 и 3 и в 30 пробах в опытах 2, 4, 5, 6 и 7. и 9,9 с в опытах 2, 4, 5, 6 и 7. В опытах 2, 4, 5, 6 и 7 температуру тела животного контролировали так, чтобы ректальная температура поддерживалась на уровне 36°С с помощью прибор для поддержания температуры тела (BWT-100A, BioResearch Center; Нагоя, Япония).Специальная система записи с программным обеспечением LabVIEW 7.1 (National Instruments; Остин, Техас, США) использовалась для сбора данных в экспериментах 1 и 3, а многофункциональный процессор (RX6; Tucker-Davis Technologies, Алачуа, Флорида, США) использовался для сбора данных. Эксперименты 2, 4, 5, 6 и 7.

Эксперимент 1: влияние температуры мозга без контроля температуры тела

В эксперименте 1 использовали восемь крыс. Температуру их тела не контролировали. Вызванные потенциалы на лобной коре регистрировались при различных корковых температурах путем изменения температуры воды, циркулирующей по трубке, заделанной внутрь камеры.Корковая температура без (т.е. до) терморегуляции (без заполнения камеры физиологическим раствором) составляла ~27,2°С (среднее значение пяти крыс до контрольных условий). В ходе эксперимента экспериментально контролировалась корковая температура. Температура циркулирующей воды начиналась с 28°С, снижалась до минимума, повышалась до максимума, а затем снижалась до 28°С. Диапазоны температуры циркулирующей воды и результирующей температуры коры составляли -4,5–45°C и 6,5–37,5°C соответственно.

Никаких симптомов гипотермии, таких как озноб, в опытах 1 и 3 не наблюдалось. Однако корковая температура без ее регуляции в эксперименте 1 (~27,2°С) была на ~5°С ниже, чем корковая температура при температуре тела контролируемая (см. раздел «Опыт 2» ~32,3°С при ректальной температуре 36°С). Хотя мы не измеряли ректальную температуру непосредственно в экспериментах 1 и 3, температура тела могла снизиться. Кроме того, фокальное охлаждение коры могло привести к дальнейшему снижению температуры тела в экспериментах 1 и 3.Поэтому мы контролировали температуру тела в экспериментах 2, 4, 5, 6 и 7, чтобы исключить возможность того, что снижение температуры тела или переохлаждение повлияют на нервную активность, метаболизм и сердечно-легочную функцию.

Эксперимент 2: Влияние температуры мозга при контроле температуры тела

Двенадцать крыс были использованы в эксперименте 2. Вызванные потенциалы регистрировались при температуре их тела (ректальной) на уровне 36°C с помощью устройства для поддержания температуры тела.Корковая температура без терморегуляции составила ~32,3°С при сохранении температуры тела (среднее значение 37 крыс до контрольных условий в экспериментах 2, 5, 6 и 7), что было эквивалентно наблюдаемому в предыдущем исследовании с крысами под наркозом ( Швердтфегер и др., 1999). Во время эксперимента точно контролировалась корковая температура. Температуру коры изменяли в диапазоне 18–36°С, регулируя температуру циркулирующей воды. У шести крыс корковая температура повышалась с 18 до 36°С с шагом 3°С.У остальных шести крыс она снижалась с 36 до 18°C ​​с шагом в 3°C.

Эксперимент 3: введение ГАМК

А антагониста рецептора без контроля температуры тела

Те же самые восемь крыс из эксперимента 1 были использованы в эксперименте 3. Мы исследовали влияние гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) на вызванные потенциалы путем введения антагониста рецептора ГАМК А в регистрационной камере. После завершения эксперимента 1 физиологический раствор удаляли из камеры и вводили 1 мМ (в физиологическом растворе) антагониста рецептора GABA A SR-95531 (габазин, Toronto Research Chemicals; Торонто, Онтарио, Канада).После введения антагониста проводилась инкубация в течение примерно 1 часа, чтобы антагонисты проникли в локальную область коры и достигли равновесия в коре. Концентрация лекарства, которую мы вводили, не была той концентрацией, которой подвергались нейроны, потому что молекулы-антагонисты проникали в кору. Нельзя было исключить и возможность изменения концентрации раствора в камере за счет испарения. В течение инкубационного периода температуру коры поддерживали на уровне ~26°С.После инкубации вызванные потенциалы регистрировали по методике, использованной в эксперименте 1. Температура циркулирующей воды и контролируемая корковая температура находились в диапазоне от -4,8 до 45°С и от 4,1 до 37,6°С соответственно.

Эксперимент 4: введение ГАМК

А антагониста рецептора при контроле температуры тела

12 крыс из эксперимента 2 были использованы в эксперименте 4. Здесь мы также исследовали влияние ГАМК на вызванные потенциалы при поддержании температуры тела.После эксперимента 2 физиологический раствор удаляли из камеры и вводили 1 мМ габазина. Приблизительно через 1 ч после введения при температуре коры ~33°C регистрировали вызванные потенциалы в соответствии с процедурами, использованными в эксперименте 2.

Эксперимент 5: Эффекты различных концентраций ГАМК

A Антагонист рецептора

В эксперименте 5 использовали шесть крыс. Исследовали дозозависимость эффекта габазина на вызванные потенциалы. Корковая температура изменялась в пределах 18–36°С с шагом 9°С (18°С, 27°С и 36°С) при поддержании температуры тела 36°С.Изменение корковой температуры у трех крыс проводилось в порядке возрастания, а у остальных трех крыс — в порядке убывания. В контроле вызванные потенциалы регистрировали при заполнении камеры физиологическим раствором. Для второго условия после удаления физиологического раствора в камеру вводили 10 мкМ габазина. Примерно через 1 ч регистрировали вызванные потенциалы. Для третьего и четвертого условий в камеру вводили 100 и 1000 мкМ габазина. В течение инкубационного периода (~1 ч) температуру коры поддерживали на уровне 33°С.

Эксперимент 6: введение антагонистов глутаматных рецепторов

Двенадцать крыс были использованы в эксперименте 6. Мы исследовали влияние глутамата на вызванные потенциалы путем введения его антагонистов. Температуру коры изменяли в пределах 18–36°С с шагом 9°С при поддержании температуры тела на уровне 36°С. В первом (контрольном) состоянии регистрировали вызванные потенциалы при заполнении камеры физиологическим раствором. Во втором случае после удаления физиологического раствора из камеры вводили один из двух антагонистов (антагонист №1): антагонист рецептора α-амино-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазолпропионовой кислоты (AMPA). или антагонист рецептора N -метил-D-аспартата (NMDA).Динатриевая соль NBQX (NBQX; Tocris Bioscience; Бристоль, Великобритания) и (R)-CPP (Tocris Bioscience; Бристоль, Великобритания) использовали в качестве антагонистов рецепторов AMPA и NMDA соответственно (10 мМ, растворенные в физиологическом растворе). Примерно через 1 ч после введения антагониста регистрировали вызванные потенциалы. В третьем состоянии после удаления раствора антагониста №1 из камеры вводили другой антагонист (антагонист №2) и регистрировали вызванные потенциалы через ~1 ч. В течение инкубационного периода температуру коры поддерживали на уровне 33°С.Порядок изменения температуры (по возрастанию или по убыванию) и порядок введения антагониста (AMPA, затем NMDA против NMDA, затем AMPA) были сбалансированы (т.е. по три крысы на каждую комбинацию). Одна крыса была исключена из анализа (температура: восходящая, антагонист: NMDA, затем AMPA), поскольку стимулирующий электрод располагался за пределами дофаминовой области среднего мозга (см. раздел «Гистологический анализ»).

Эксперимент 7: введение антагонистов дофаминовых рецепторов

Двенадцать крыс были использованы в эксперименте 7, в котором мы исследовали влияние дофамина на вызванные потенциалы.Процедуры были по существу такими же, как и в эксперименте 6, но использовались два антагониста дофаминовых рецепторов. Одним из них был гидрохлорид SCH 23390 (SCH 23390; Tocris Bioscience; Бристоль, Великобритания), антагонист рецептора D 1 /D 5 , а другим был раклоприд (Tocris Bioscience; Бристоль, Великобритания), D 2 / D 3 антагонист рецептора (1 мМ, растворенный в физиологическом растворе). В первом (контрольном) состоянии регистрировали вызванные потенциалы при наполнении камеры физиологическим раствором.Во втором состоянии регистрировали вызванные потенциалы после введения одного из антагонистов дофаминовых рецепторов (антагонист №1). В третьем состоянии регистрацию вызванных потенциалов проводили после введения другого антагониста дофаминовых рецепторов (антагонист №2). В течение инкубационного периода (~1 ч) температуру коры поддерживали на уровне 33°С. Порядок изменения температуры (по возрастанию или по убыванию) и порядок введения антагонистов (D 1 / D 5 , затем D 2 / D 3 vs.D 2 /D 3 , за которыми следовали D 1 /D 5 ) были уравновешены (т.е. по три крысы на каждую комбинацию). Были исключены две крысы (одна по температуре: восходящая, антагонист: D 2 /D 3 , затем D 1 /D 5 , и одна по температуре: нисходящая, антагонист: D 1 /D ). 5 , за которым следует D 2 /D 3 ), поскольку стимулирующий электрод располагался за пределами дофаминовой области среднего мозга (см. раздел «Гистологический анализ»).

Подготовка тканей головного мозга к гистологическому анализу

По окончании опытов производили электролитическое воздействие (200 мкА, 5 с) на место стимуляции. Затем была введена внутрибрюшинная инъекция пентобарбитала натрия (64,8 мг, Kyoritsu Seiyaku Corporation; Токио, Япония) для индуцирования эвтаназии. Всем крысам перфузировали через левый сердечный желудочек физиологический раствор, а затем раствор формалина [нейтральный буфер (10%), Sigma-Aldrich; Сент-Луис, Миссури, США].Затем мозг извлекали и постфиксировали в том же фиксаторе в течение 3 дней при 4°С. Далее мозг промывали 100 мМ фосфатным буфером (ФБ) и подвергали криозащите в 30% сахарозе в 100 мМ ФБ. Впоследствии некоторые мозги были заморожены в изопентане (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.; Осака, Япония) и разрезаны на коронарные срезы (толщиной 40 мкм для экспериментов 1 и 3, толщиной 30 мкм для четырех крыс в экспериментах 2 и 4) с использованием раздвижной микротом. Другой мозг (т. е. от других восьми крыс в экспериментах 2 и 4 и всех крыс в экспериментах 5-7) заливали в парафин и нарезали на коронарные срезы толщиной 8 мкм.Срезы каждой крысы в ​​опытах 2, 4 и 5–7 делили на две серии. Одна серия срезов из этих экспериментов и все срезы из экспериментов 1 и 3 были обработаны для окрашивания по Нисслю 0,1–0,2% раствором тионина синего. Другая серия срезов была подвергнута иммуногистохимии. Срезы, залитые парафином, депарафинизировали и регидратировали перед окрашиванием.

Иммуногистохимия

Иммуногистохимия на тирозингидроксилазу (TH) была проведена для идентификации дофаминовых нейронов.Депарафинированные срезы инкубировали в 10 мМ цитратно-натриевом буфере с рН 6,0 в течение 30 мин при 90°С. После охлаждения при комнатной температуре (КТ) срезы промывали и инкубировали с метанолом и 0,3% H 2 O 2 в течение 30 мин при КТ. Затем их блокировали 4% Block-Ace (DS Pharma Biomedical Company, Ltd.; Осака, Япония) в фосфатно-солевом буфере (PBS), содержащем 0,2% Triton X-100 (PBS-X), в течение 2 ч при комнатной температуре. Свободно плавающие срезы сначала инкубировали в PBS-X с 1% H 2 O 2 в течение 20 мин, промывали и блокировали 3% нормальной козьей сывороткой в ​​PBS-X в течение 2 ч при комнатной температуре.После процедур блокировки оба набора срезов инкубировали с кроличьим поликлональным антителом против TH (1:1000; AB152, Merck Millipore; Billerica, MA, USA), разведенным в блокирующем растворе при 4°C в течение ночи. Затем срезы промывали и инкубировали с биотинилированным козьим вторичным антителом против кроличьего IgG (1:400; BA-1000, Vector Laboratories; Берлингейм, Калифорния, США) в течение 2 ч при комнатной температуре. Их снова промывали и инкубировали с авидин-биотиновым комплексом (комплект VECTASTAIN ABC Elite, Vector Laboratories; Бурлингейм, Калифорния, США) в PBS в течение 45 (свободно плавающие) или 30 мин (залитые в парафин) при комнатной температуре.Их инкубировали с 0,02% DAB и 0,003% H 2 O 2 в PBS в течение 2,5 мин, промывали, а затем свободно плавающие срезы помещали на предметные стекла. Наконец, срезы обезвоживали, очищали ксилолом и закрывали покровным стеклом с заливочной средой.

Гистологический анализ

На основании срезов, окрашенных по Нисслю и ТГ (рис. 1D), мы определили расположение электролитного поражения в каждом мозге. Место стимуляции было идентифицировано в дофаминовой области среднего мозга или в прилегающей области у 47 из 50 крыс, которых использовали в экспериментах 1–7.Таким образом, мы проанализировали данные этих 47 крыс. Расположение мест стимуляции было нанесено на карту на коронарных плоскостях атласа головного мозга (Paxinos and Watson, 2014; рисунок 1E).

Анализ данных

Все анализы данных проводились с использованием MATLAB (R2013b, The MathWorks, Inc.; Натик, Массачусетс, США). Мы проанализировали данные вызванного потенциала между -40 и 250 мс (Эксперименты 1 и 3) или -1000 и 250 мс (Эксперименты 2, 4, 5, 6 и 7) от начала электрической стимуляции (0 мс). Среднее значение вызванных потенциалов между -20 и 0 мс (Эксперименты 1 и 3) или -50 и 0 мс (Эксперименты 2, 4, 5, 6 и 7) было определено как базовый уровень (0 мВ) для каждого экспериментального блока ( 10–30 попыток).Предварительный анализ показал, что вызванные потенциалы нарушались, если спонтанная активность появлялась вблизи или во время вызванного потенциала. При этом вызванные потенциалы иногда отсутствовали, а если и возникали, то по амплитуде меньше. Поскольку электрическая стимуляция производилась автоматически с постоянным интервалом, спонтанная активность накладывалась на импульс стимуляции или предшествующий ему период. Для максимально точной оценки влияния температуры данные опытов, в которых спонтанная активность возникала за 1000 мс до стимуляции, были исключены из анализа в опытах 2, 4, 5–7.Для экспериментов 1 и 3, поскольку мы собирали данные только за 40 мс до стимуляции, из анализа были исключены пробы, в которых отсутствовали вызванные ответы, а также те, в которых спонтанная активность возникала в течение 40 мс после стимуляции. Всего для анализа мы использовали 15 439 из 18 268 испытаний.

Для количественного анализа мы определили пиковое значение каждой волны вызванного потенциала. Сначала мы идентифицировали пик при 27°С в контроле как локальный минимум формы сигнала через 10–100 мс после стимуляции.Затем мы идентифицировали соответствующие пики в других условиях. Мы определили два показателя: пиковую амплитуду и пиковую задержку. Амплитуда пика определялась как абсолютное (т.е. обратное) значение напряжения на пике. Если пик не определялся или не достигал базовой линии (т. е. амплитуда пика была меньше 0), амплитуда пика определялась как 0 мВ. Латентность пика определяли как период от начала стимуляции до пика. Если пик не обнаруживался, задержка пика оставалась неопределенной (значение NaN в MATLAB).

Чтобы изучить, как на пиковые амплитуды и латентность влияли корковая температура и антагонисты, мы провели множественный регрессионный анализ. Гипотетическая линейная модель была следующей:

P = β0 + βa ⋅ животное + βc ⋅ условие + βt ⋅ (t — t0) + βi ⋅ (условие × (t — t0)) + ε

p обозначает пиковую амплитуду или задержку. Животное — это категориальная переменная, обозначающая отдельное животное. Например, животное № 1 обозначается как (0, 0, …, 0), а животное № 3 обозначается как (0, 1, 0, …, 0). Состояние также является категориальной переменной, обозначающей экспериментальные условия (например, контроль, 10, 100 и 1000 мкМ в эксперименте 5). Размерность категориальных переменных соответствует количеству категорий в каждом эксперименте минус 1. T обозначает температуру (например, 18, 27 и 36°C в эксперименте 5). В опытах 1 и 3 использовали усредненную корковую температуру. Для оценки эффектов при физиологически нормальной температуре мы также установили параметр T 0 равным 36°C.β 0 , β A , β C , β C , β T , и β I обозначают перехват на T = T 0 , коэффициент регрессии для животных , регрессия коэффициент для Condition , коэффициент регрессии для ( T T 0 ) и коэффициент регрессии для члена взаимодействия между Condition и ( T T 0 0 ) .ε обозначает остаточную ошибку подобранной модели.

Значения оцененных коэффициентов регрессии зависят от того, какое условие назначено нулевому вектору для параметра Условие . Например, в эксперименте 5, если Условие = (0, 0, 0) для контроля, модель оценивает три значения β c , которые соответствуют соответствующим эффектам 10 мкМ габазина, 100 мкМ габазина или 1000 мкМ габазина из контрольного состояния. Если Условие = (0, 0, 0) для 100 мкМ габазина, модель оценивает три значения β c , которые соответствуют эффектам контроля, 10 мкМ габазина или 1000 мкМ габазина из 100 мкМ габазина.Чтобы оценить коэффициенты регрессии для всех комбинаций условий, мы повторили оценку, изменив назначение элементов в категориальных переменных.

В эксперименте 1 амплитуда пика и температура продемонстрировали перевернутую U-образную зависимость (рис. 2В, слева, черные кружки). Сглаженная кривая (рассчитанная с помощью функции «rlowess» в MATLAB) показала максимальную амплитуду при температуре 17,0°С. Таким образом, мы отдельно провели множественный регрессионный анализ с данными >17°C и <17°C в экспериментах 1 и 3.Для других экспериментов мы провели множественный регрессионный анализ данных всех температур.

Рисунок 2 . Температурная зависимость вызванных потенциалов и эффектов ГАМКергических входов (опыты 1–4). (A) Репрезентативные формы вызванных потенциалов при различных температурах ( n = 1 животное) для контрольного состояния (слева) и состояния, при котором вводили габазин (справа). Вызванные потенциалы для каждой корковой температуры представлены разными цветами, которые можно идентифицировать на самой правой цветовой полосе. (B) Влияние температуры коры в контрольных условиях (Эксперимент 1) и при введении антагониста рецептора GABA A (Эксперимент 3) без регулирования температуры тела. Пиковая амплитуда (слева) и пиковая латентность (справа) в экспериментах 1 (черные кружки и линии) и 3 (красные квадраты и линии) нанесены на график в зависимости от температуры коры ( n = 8 животных). Пунктирные линии обозначают линии регрессии. (C) Влияние температуры коры головного мозга в контрольных условиях (Эксперимент 2) и при введении антагониста рецептора GABA A (Эксперимент 4) с регулированием температуры тела.Температуру коры изменяли в диапазоне 18–36°С с шагом 3°С, при этом температуру тела поддерживали на уровне 36°С. Пиковая амплитуда (слева) и пиковая латентность (справа) в экспериментах 2 (черные кружки и линии) и 4 (красные квадраты и линии) нанесены на график в зависимости от температуры коры ( n = 12 животных). Столбики погрешностей указывают среднее значение ± стандартная ошибка.

После оценки коэффициентов мы рассчитали t-статистику для каждого коэффициента. Нулевая гипотеза заключалась в том, что коэффициент был равен нулю с учетом других предикторов в модели.Затем мы рассчитали значение P (двустороннее). Для каждого множественного регрессионного анализа мы использовали критерий Колмогорова-Смирнова (Massey, 1951), чтобы подтвердить, что распределение остатков подобранной модели существенно не отклонялось от распределения Гаусса.

Результаты

Температурная зависимость вызванных потенциалов

Сначала мы исследовали базовый уровень температурной зависимости нейронной активности без изменения нейротрансмиссии. Мы контролировали температуру лобной коры с помощью терморегулирующей камеры (рис. 1А) и регистрировали потенциалы коркового поля, вызванные электрической стимуляцией дофаминовой области среднего мозга (VTA/SNc; рис. 1B, D, E).Система термоконтроля точно регулировала температуру коры головного мозга (рис. 1С). В эксперименте 1 температуру тела не контролировали. Волны вызванных потенциалов изменялись в зависимости от температуры коры (рис. 2А, слева). Зависимость между температурой и амплитудой пика вызванных потенциалов была немонотонной, с увеличением амплитуды пика при понижении температуры (отрицательная корреляция) до 17,0°С (β t = -0,027, P = 0,0072, >17 °C; рисунок 2B, слева; черные кружки и линия).Дальнейшее охлаждение уменьшало амплитуду (положительная корреляция; β t = 0,088, P = 3,5 × 10 –6 , <17 °C), которая приближалась к нулю при падении температуры ниже 10 °C (дополнительные таблицы 1, 2). Задержка пика была ниже (более быстрые пики) при более высоких температурах и выше (более медленные пики) при более низких температурах (β t = -1,862, P = 3,1 × 10 –16 ; рис. 2B, справа; черные кружки и строка; дополнительная таблица 3).

В эксперименте 1 мы продемонстрировали зависимость нейронной активности от температуры мозга без регуляции температуры тела.В эксперименте 2 была введена грелка для поддержания температуры тела на уровне 36°C, чтобы исключить любой эффект снижения температуры тела и колебания температуры под действием анестезии. Температура коры до регулирования температуры коры (камера не заполнялась физиологическим раствором) составляла ~27,2°C в эксперименте 1 и ~32,6°C в эксперименте 2. Амплитуда увеличивалась по мере снижения температуры (рис. 2C, слева; черные кружки и линии; β t = -0,054, P = 1,8 × 10 –5 ), как и в эксперименте 1 (дополнительная таблица 4).Пиковая задержка отрицательно коррелировала с температурой (рис. 2C, справа; черные кружки и линии; β t = -0,932, P = 3,1 × 10 –10 ; дополнительная таблица 5). Эти результаты показывают, что эффекты локальной температуры мозга были качественно эквивалентны независимо от наличия контроля температуры тела, предполагая, что наблюдаемая температурная зависимость вызванных потенциалов в первую очередь зависела от температуры фокальной коры.

Влияние блокирования ГАМКергических входов на температурную зависимость вызванных потенциалов

Во-вторых, мы исследовали влияние блокирования ГАМКергических тормозных входов на температурную зависимость нейронной активности.Мы применили антагонист рецептора GABA A (габазин; 1000 мкМ) к коре головного мозга тех же крыс, которые использовались в эксперименте 1 (эксперимент 3; без регулирования температуры тела; рис. 2А, справа). Амплитуды обычно были выше после введения габазина (β c = 2,341, P = 2,1 × 10 –34 , >17°C; рис. 2B, слева; красные квадраты и линия). Удивительно, но зависимость от температуры значительно изменилась (β i = 0,092, P = 3.5 × 10 –10 , >17°C), так что наблюдалась положительная корреляция между амплитудой пика и температурой (β t = 0,065, P = 2,1 × 10 –10 , >17°C) . Аналогичные результаты были получены при контроле температуры тела на уровне 36°С (опыт 4). Амплитуды были выше после введения габазина (β c = 2,425, P = 1,6 × 10 –26 ; рис. 2C, слева; красные квадраты и линии), температурная зависимость была значительно изменена (β i = 0 .083, P = 3,4 × 10 –6 ), а отрицательная корреляция была устранена и превратилась в слегка положительную (β t = 0,029, P = 0,018). Следовательно, ГАМКергические ингибирующие входы имеют решающее значение для установления отрицательной корреляции, наблюдаемой в контрольных условиях (дополнительные таблицы 1, 2, 4). Введение габазина увеличивало задержку пика (Эксперимент 3: β c = 26,534, P = 1,2 × 10 –8 ; Эксперимент 4: β c = 24.256, P = 2,5 × 10 –22 ), сохраняя отрицательную корреляцию (Эксперимент 3: β t = −2,120, P = 2,4 × 10 –21 , Эксперимент 4: β 092 = -1,729, P = 4,0 × 10 –25 ; рисунки 2B, C справа; дополнительные таблицы 3, 5).

Мы также продемонстрировали, что влияние температуры на вызванные потенциалы зависело от концентрации габазина (эксперимент 5, рис. 3). Амплитуда постепенно увеличивалась по мере увеличения концентрации габазина, что, наконец, показало положительную корреляцию между температурой и амплитудой при 1000 мкМ габазина (β t = 0.053, P = 0,0069), тогда как в контроле они имели отрицательную корреляцию (β t = -0,048, P = 0,015; рисунок 3B, слева; дополнительная таблица 6). Латентность также менялась в зависимости от дозы (рис. 3B, справа; дополнительная таблица 7).

Рисунок 3 . Влияние концентрации антагониста рецептора GABA A на температурную зависимость (эксперимент 5). (A) Усредненные формы вызванных потенциалов. Концентрации габазина составляли 0 (контроль), 10, 100 и 1000 мкМ.Красной, зеленой и синей линиями показаны усредненные кривые ( n = 6 животных) при температуре 36, 27 и 18°С соответственно. (B) Температурная зависимость амплитуды пика (слева) и латентности пика (справа) вызванных потенциалов для контрольного состояния (черные кружки и линии) и габазина при 10 мкМ (желтые квадраты и линии), 100 мкМ ( синие треугольники и линии) и условия 1000 мкМ (красные ромбы и линии) ( n = 6 животных) нанесены на график в зависимости от температуры коры головного мозга.Столбики погрешностей указывают среднее значение ± стандартная ошибка.

Влияние блокирования глутаматергических и дофаминергических входов на температурную зависимость вызванных потенциалов

В-третьих, мы исследовали эффекты блокирования глутаматергических возбуждающих входов. Мы вводили антагонисты ионотропных глутаматных рецепторов AMPA и NMDA (NBQX или [R]-CPP соответственно; опыт 6). Когда мы впервые вводили NBQX (рис. 4A, слева) или (R)-CPP (рис. 4B, слева), пиковые амплитуды уменьшались по сравнению с контролем.Амплитуды еще больше снижались при дополнительном введении (R)-CPP или NBQX соответственно. В обоих случаях амплитуда была значительно снижена при комбинированном введении антагонистов глутаматных рецепторов (β c = -0,231, P = 0,043; β c = -0,246, P = 0,0013; дополнительные таблицы 8, 9). Не наблюдалось значительного изменения пиковой латентности при однократном или комбинированном введении по сравнению с контрольным состоянием (рис. 4A, B, справа; дополнительные таблицы 10, 11).В совокупности ингибирование глутаматергических возбуждающих входов уменьшало амплитуду без инвертирования температурной зависимости. Эти результаты предполагают, что возбуждающие и тормозные входы играют различную роль в установлении температурной зависимости нейронной активности; действительно, отрицательная корреляция стала положительной за счет блокирования тормозных, но не возбуждающих входов.

Рисунок 4 . Влияние блокирования глутаматергических входов на температурную зависимость вызванных потенциалов (опыт 6). (A) Зависимость от температуры, когда сначала вводили NBQX, а затем (R)-CPP ( n = 6 животных). Пиковая амплитуда (слева) и пиковая латентность (справа) вызванных потенциалов нанесены на график в зависимости от температуры коры головного мозга. Черные, синие и красные символы и линии указывают данные для контроля, для случая введения одного антагониста и для случая введения двух антагонистов соответственно. Столбики погрешностей указывают среднее значение ± стандартная ошибка. (B) Зависимость от температуры, когда сначала вводили (R)-CPP, а затем NBQX ( n = 5 животных).Другие обозначения такие же, как на панели (A) .

Далее мы изучили влияние дофаминергических входов. В эксперименте 7 вводили гидрохлорид антагонистов дофаминовых рецепторов SCH 23390 (SCH 23390; D 1 /D 5 антагонист рецептора) и раклоприд (D 2 /D /D 3 антагонист рецептора). Независимо от того, вводился ли сначала SCH 23390 или раклоприд, не наблюдалось значительного изменения амплитуды пика в ответ на введение одного или комбинированных антагонистов (рис. 5A, B, слева; дополнительные таблицы 12, 13).Пиковая латентность постоянно демонстрировала небольшие изменения в ответ на эти виды лечения (рис. 5A, B, справа; дополнительные таблицы 14, 15). Латентный период показал небольшое, но значительное снижение по сравнению с контрольным состоянием только после введения раклоприда, а затем SCH 23390 (β c = -7,109, P = 0,0031). Предыдущие исследования (Lavin et al., 2005; Kunori et al., 2014) показали, что антагонисты дофамина не изменяют корковую активность, вызванную стимуляцией дофаминовой области среднего мозга при физиологической температуре.Наши данные также показали, что модификация дофаминергических входов не вызывает критического изменения температурной зависимости нейронной активности.

Рисунок 5 . Влияние блокирования дофаминергических входов на температурную зависимость вызванных потенциалов (опыт 7). (A) Зависимость от температуры, когда сначала вводили SCH 23390, а затем раклоприд ( n = 5 животных). Пиковая амплитуда (слева) и пиковая латентность (справа) вызванных потенциалов нанесены на график в зависимости от температуры коры головного мозга.Черные, синие и красные символы и линии указывают данные для контроля, для случая введения одного антагониста и для случая введения двух антагонистов соответственно. Столбики погрешностей указывают среднее значение ± стандартная ошибка. (B) Зависимость от температуры при введении сначала раклоприда, а затем SCH 23390 ( n = 5 животных). Другие обозначения такие же, как на панели (A) .

Обсуждение

Наши данные показали, что амплитуда и температура имеют перевернутую U-зависимость в контрольных условиях.При снижении локальной температуры мозга ниже 17°С амплитуда вызванного потенциала уменьшалась почти до 0. Напротив, при снижении температуры от околофизиологической температуры (36°С) амплитуда вызванного потенциала увеличивалась (> 17°С). В связи с этим возникает критический вопрос: почему умеренное охлаждение коры в сторону от физиологической температуры увеличивает амплитуду вызванных потенциалов? Наши данные свидетельствуют о том, что температурная зависимость вызванных потенциалов в основном определяется температурозависимым изменением возбуждающих (т.глутаматергические) и тормозные (т. е. ГАМКергические) входы (рис. 6). Когда ГАМКергические тормозные входы полностью инактивированы, чистая амплитуда должна быть получена из возбуждающих входов (розовые стрелки на рисунке 6). Наши данные показали, что введение габазина устраняло отрицательную корреляцию между амплитудой и температурой от средней до высокой, а коэффициенты регрессии были положительными. Напротив, когда антагонисты не вводятся, результирующая амплитуда должна определяться в основном как возбуждающими, так и тормозными входами (розовые и черные стрелки на рис. 6 соответственно).Поскольку наши данные показывают, что чистые амплитуды были ниже при более высоких температурах, влияние тормозных входов на амплитуду вызванного потенциала может монотонно увеличиваться и быть достаточно большим, чтобы преобладать над возбуждающими входами. Взятые вместе, эти результаты позволяют предположить, что баланс эффектов возбуждающих и тормозных входов на вызванные потенциалы изменяется в зависимости от температуры, так что меньший вклад тормозных входов по сравнению с возбуждающими входами кумулятивно создает повышенную амплитуду при более низкой температуре. температура.Это может быть связано с кумулятивным вкладом отдельных молекулярных процессов (Корогод и Демьяненко, 2017; см. также Дополнительное обсуждение).

Рисунок 6 . Пояснительная диаграмма температурной зависимости вызванных потенциалов. Вызванные потенциалы в контрольном состоянии (черная линия) должны быть результатом сочетания возбуждающих входов (розовые стрелки вверх) и тормозных входов (черные стрелки вниз). Напротив, когда ГАМКергические тормозные входы полностью инактивированы (красная линия), результирующая амплитуда должна быть результатом возбуждающих входов.Наши данные показывают, что влияние температуры на тормозные входы достаточно велико, чтобы преодолеть возбуждающие входы при более высоких температурах.

Предыдущие поведенческие исследования показали, что очаговое охлаждение мозга вызывает обратимую инактивацию различных функций мозга (Trendelenburg, 1911; Fuster and Bauer, 1974; Bauer and Fuster, 1976; Fuster et al., 1981; Payne et al., 1996; Hupé). и др., 1998; Ломбер и Малхотра, 2008). Эти отчеты согласуются с нашими результатами <17°C (т.е., левая сторона перевернутой U-образной кривой). При температуре ниже 17°С эффекты тормозных входов будут минимальными, а эффекты возбуждающих входов уменьшатся по мере снижения температуры. С этой точки зрения было бы неожиданным увеличение амплитуд вызванных потенциалов за счет охлаждения от физиологической температуры. Однако некоторые предыдущие электрофизиологические исследования по измерению потенциалов поля согласуются с нашими данными. Предыдущие исследования показали, что у анестезированных крыс амплитуды кортикальных соматосенсорных вызванных потенциалов увеличиваются, когда корковая температура снижается приблизительно на 16°C по сравнению с температурой тела (Bindman et al., 1963; Швердтфегер и др., 1999). Кроме того, амплитуды уменьшались при повышении корковой температуры на 10°С по сравнению с температурой тела (В1птап е1 а1., 1963). Увеличение амплитуды вызванных потенциалов при снижении температуры наблюдалось и в гиппокампе. Пиковые амплитуды потенциалов поля в зубчатой ​​извилине крыс при плавании при низких температурах (что приводит к низкой температуре гиппокампа) были больше, чем при плавании при высоких температурах (Moser et al., 1993). Айхара и др. (2001) измерили вызванные потенциалы в СА3 путем стимуляции слоя мшистых волокон зубчатой ​​извилины в срезах гиппокампа у морских свинок и сообщили, что амплитуды вызванных потенциалов показали инвертированную U-зависимость от температуры; амплитуда была наибольшей примерно при 31°C и была меньше в более высоких (31–37°C) и более низких (15–31°C) диапазонах. Хотя пиковые температуры количественно различаются в исследованиях (возможно, потому, что разные области мозга у разных животных имеют свои температурные характеристики), эти данные качественно согласуются с нашими текущими данными в том смысле, что амплитуды возрастали, когда корковая температура снижалась около физиологической температуры.

В этом исследовании мы сосредоточились на самом большом пике вызванных потенциалов, потому что основной целью исследования было выяснить влияние температуры на нейронную обработку информации на сетевом уровне, где множественные входы интегрированы. Задержка наибольшего пика при 36 ° C составляла ~ 25 мс в контрольных условиях и ~ 50 мс в условиях габазина (например, рисунок 2C, правая панель). Перед самым большим пиком было несколько небольших пиков с более короткими задержками. Кроме того, самый большой пик становился меньше, если были приняты меньшие интервалы между стимулами (~ 300 мс) (дополнительный рисунок 1).Таким образом, самые большие пики, которые мы проанализировали, не расценивались как моно- или дисинаптическая активность, вызванная стимуляцией среднего мозга. Вместо этого они возникают в результате активности полисинаптической локальной сети с участием нескольких типов нейронов. В дополнение к начальным компонентам сетевой активности (<~100 мс) после пиковой активности, которую мы анализировали, иногда появлялись последующие колебательные активности (например, правая панель на рисунке 2А). Эти колебания наблюдались в основном при более высоких температурах в условиях габазина.Каким образом изменение температуры влияет на более позднюю колебательную активность, будет интересным вопросом для решения в будущем.

С другой стороны, меньшие начальные пики могут включать моно- или дисинаптические передачи. Дофаминовые нейроны напрямую проецируются в лобную кору (Emson and Koob, 1978; Bjorklund and Dunnett, 2007; Perez-Lopez et al., 2018), и известно, что они совместно высвобождают глутамат (Yamaguchi et al., 2011; Perez -Лопес и др., 2018). Глутаматергические (Yamaguchi et al., 2011) и ГАМКергические нейроны (Carr and Sesack, 2000) в VTA также проецируются в лобную кору. Фронтальная кора может также получать полисинаптические входы от VTA через различных области мозга [например, через контралатеральные области коры (Kunori et al., 2014)]. Поскольку предыдущие исследования, в которых стимулировали ВОП и регистрировали вызванные потенциалы в лобной коре при параметрах стимуляции, сходных с таковыми в нашем исследовании, показали, что вызванные потенциалы исчезают при разрушении дофаминовых нейронов 6-гидроксидофамином (Lavin et al., 2005; Ватанабэ и др., 2009 г.; Kuunori et al., 2014), ортодромная активация дофаминовых нейронов (моносинаптических или полисинаптических) будет играть ключевую роль в возникновении вызванной активации в лобной коре. Хотя входы не могут быть точно отделены от вызванных потенциалов, зарегистрированных с поверхности коры, в будущем следует заняться температурной модуляцией каждого коркового входа.

Изменение температуры влияло не только на амплитуду вызванных потенциалов, но и на их латентность.В отличие от амплитуды латентность и температура обнаруживали отрицательную монотонную зависимость, которая наблюдалась как в контроле, так и в условиях антагониста. Это может быть связано с тем, что соответствующие химические процессы протекают быстрее при более высоких температурах, как показывает уравнение Аррениуса (Cais et al., 2008). В уравнении Аррениуса константа скорости реакции ( k ) описывается как k = Ae –E/RT , где E – энергия активации, R – газовая постоянная, T — абсолютная температура, а A — постоянная.Поскольку вызванные потенциалы являются результатом комбинации химических реакций, снижение их скорости может привести к увеличению латентности синаптической передачи (Sabatini and Regehr, 1996) и, как следствие, к задержанным потенциалам поля (Moser et al., 1993) при более низких температурах. Эти изменения в задержках могут в конечном итоге вызвать изменение поведения. На самом деле сообщалось, что охлаждение HVC (hyperstriatum ventrale pars caudalis, или высокого голосового центра) замедляет скорость пения у певчих птиц (Long and Fee, 2008).

Когда ГАМКергические тормозные входы были заблокированы, пиковая латентность увеличивалась. Эксперимент 5 показал, что увеличение концентрации габазина вызывает увеличение латентного периода. Предыдущие исследования с использованием внутриклеточной записи (Bernardi et al., 1982) и оптической визуализации с использованием красителя, чувствительного к напряжению (Kunori et al., 2014), показали, что стимуляция среднего мозга сначала вызывает возбуждающие постсинаптические потенциалы (ВПСП), за которыми следуют тормозные постсинаптические потенциалы. IPSP) в лобных нейронах. Цепь коркового постсинаптического потенциала характеризуется последовательностью ВПСП-ТПСП.В настоящем исследовании более поздняя инактивация ВПСП антагонистом рецептора GABA A могла удлинять ВПСП и увеличивать пиковую латентность.

Какова роль температурной зависимости в физиологическом мозге? Одной из возможностей может быть то, что отрицательная корреляция между локальной температурой мозга и амплитудами вызванных потенциалов способствует нервно-сосудистой связи. Увеличение нервной активности может вызвать увеличение кровотока. МРТ-исследования показали, что увеличение LFP, а не возбуждение нейронов, приводит к усилению BOLD-сигнала (Logothetis et al., 2001). Поскольку температура артериальной крови ниже температуры мозга (у животных без каротидной сети; Abrams et al., 1965; Hayward, Baker, 1969; Kiyatkin et al., 2002; Kiyatkin, 2010), увеличение кровотока снижает локальную температуру мозга. (Хейворд и Бейкер, 1969). Наши данные показали, что снижение локальной температуры мозга приводило к увеличению вызванных потенциалов. Это увеличение LFP может вызвать дальнейшее увеличение кровотока. Такое усиление может способствовать эффективному и гибкому усилению нервной активности и кровотока в определенных областях мозга.

В настоящем исследовании мы регистрировали потенциалы коркового поля у наркотизированных животных. Хотя анестезия может свести к минимуму изменения в нервной активности, обмене веществ и последующие колебания температуры во время экспериментов, наши данные не могут определить, как локальная температура мозга модулирует возбуждение нейронов и поведение животных. Предыдущие исследования показали, что повышение локальной температуры мозга всего на <2°C при световой стимуляции от оптического волокна снижает возбуждение нейронов в некоторых областях мозга (Ait Ouares et al., 2019; Оуэн и др., 2019). Подача света в дорсальный стриатум индуцировала смещенное вращательное поведение в направлении, ипсилатеральном освещению, что можно было бы объяснить снижением возбуждения нейронов средних шипиковых нейронов в освещенных областях. Другое исследование показало противоположные результаты, а именно то, что нагрев медиальной префронтальной коры увеличивает возбуждение нейронов в освещенной области (Stujenske et al., 2015). Электрофизиологическое исследование на кошках показало, что охлаждение коры при 27-29°С вызывало припадок с последующим умолчанием активности единиц, тогда как охлаждение до 19-21°С вызывало только молчание (Moseley et al., 1972). В будущем предстоит выяснить, как активация нейронов и поведение животных модулируются локальной температурой мозга и как они связаны с модулированными полевыми потенциалами.

В этом исследовании мы регистрировали корковые вызванные потенциалы, контролируя локальную температуру. Амплитуды отрицательно коррелировали с локальной корковой температурой >17°C, но эта отрицательная корреляция была устранена введением антагониста рецептора GABA A .Эти результаты позволяют предположить, что отрицательная корреляция между амплитудами вызванных потенциалов и локальной температурой обусловлена ​​изменением баланса вклада возбуждающих и тормозных входов в вызванные потенциалы, возможно, за счет более высокой температурной чувствительности тормозных входов. Хотя необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, как температурная зависимость возбуждающих и тормозных входов влияет на функции мозга, включая когнитивные и поведенческие аспекты, наше настоящее исследование указывает на возможности изучения механизма, лежащего в основе опосредования обработки нейронной информации температурой.

Заявление о доступности данных

Наборы данных, созданные в текущем исследовании, можно получить у соответствующего автора по обоснованному запросу.

Заявление об этике

Исследование на животных было рассмотрено и одобрено Комитетом по уходу и использованию животных Национального института передовых промышленных наук и технологий (AIST).

Вклад авторов

MG, IT и SY разработали исследование. MG, KN, MN, IT и SY проводили эксперименты.MG и SY проанализировали данные. MG, MN и SY написали статью. Все авторы обсудили результаты и прокомментировали рукопись. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Финансирование

Финансовая поддержка предоставлена ​​Японским обществом содействия развитию науки (JSPS; номер гранта KAKENHI 17H01810 для IT и 19K22585 и 18H03507 для SY).

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Мы благодарим Yamane S., Tachibana Y., Kawano K. и Akaho S. за ценные обсуждения.

Дополнительный материал

Дополнительный материал к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/10.3389/fncel.2020.593027/full#supplementary-material.

Ссылки

Abrams, R.M., Stolwijk, J.A., Hammel, H.T., and Graichen, H. (1965). Температура мозга и мозговой кровоток у крыс без анестезии. Науки о жизни. 4, 2399–2410. дои: 10.1016/0024-3205(65)

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Айхара Х., Окада Ю. и Тамаки Н. (2001). Влияние охлаждения и согревания на активность нейронов пирамидных нейронов в срезах гиппокампа морской свинки. Мозг Res. 893, 36–45. doi: 10.1016/s0006-8993(00)03285-6

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Айт Уарес, К., Беррье, К., Канепари М., Лаверн Г. и Кучевски Н. (2019). Опто-негенетическое ингибирование возбуждения нейронов. евро. Дж. Нейроски. 49, 6–26. doi: 10.1111/ejn.14251

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Аронов Д. и Фи М. С. (2012). Естественные изменения температуры мозга лежат в основе вариаций темпа песни во время брачного поведения. PLoS One 7:e47856. doi: 10.1371/journal.pone.0047856

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Бауэр, Р.Х. и Фустер, Дж. М. (1976). Дефицит отсроченного соответствия и отсроченного ответа из-за охлаждения дорсолатеральной префронтальной коры у обезьян. Дж. Комп. Физиол. Психол. 90, 293–302. дои: 10.1037/h0087996

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Бернарди Г., Керубини Э., Марчиани М. Г., Меркури Н. и Станционе П. (1982). Ответы внутриклеточно регистрируемых нейронов коры на ионофоретическое применение дофамина. Мозг Res. 245, 267–274.дои: 10.1016/0006-8993(82)-5

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Биндман, Л.Дж., Липпольд, О.К., и Редфирн, Дж.В. (1963). Сравнение влияния на электрокорковую деятельность общего охлаждения поверхности головного мозга. Электроэнцефалогр. клин. Нейрофизиол. 15, 238–245. дои: 10.1016/0013-4694(63)-2

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Брукс, В. Б. (1983). «Изучение функции мозга с помощью локального обратимого охлаждения», в Reviews of Physiology, Biochemistry and Pharmacology , eds R.Х. Адриан, Х. Цур Хаузен, Э. Хельмрайх, Х. Хольцер, Р. Юнг, О. Крайер, Р. Дж. Линден и др. (Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer), 1–109.

Академия Google

Кайс, О., Седлачек, М., Хорак, М., Диттер, И., и Выклицкий, Л. мл. (2008). Температурная зависимость каналов NMDA-рецепторов NR1/NR2B. Неврология 151, 428–438. doi: 10.1016/j.neuroscience.2007.11.002

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Карр, Д. Б., и Сесак, С. Р.(2000). ГАМК-содержащие нейроны в вентральной области покрышки крыс проецируются в префронтальную кору. Синапс 38, 114–123. doi: 10.1002/1098-2396(200011)38:2<114::AID-SYN2>3.0.CO;2-R

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Дебур, Т., и Тоблер, И. (1996). Укорочение фотопериода влияет на распределение сна, ЭЭГ и корковую температуру у джунгарского хомячка. Дж. Комп. Физиол. А 179, 483–492. дои: 10.1007/BF00192315

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Эмсон, П.C. и Koob, G.F. (1978). Происхождение и распределение дофаминсодержащих афферентов в лобной коре крысы. Мозг Res. 142, 249–267. дои: 10.1016/0006-8993(78)-0

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Фустер, Дж. М., Бауэр, Р. Х., и Джерви, Дж. П. (1981). Влияние охлаждения нижневисочной коры на выполнение задач зрительной памяти. Экспл. Нейрол. 71, 398–409. дои: 10.1016/0014-4886(81)-4

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хейворд, Дж.Н. и Бейкер, Массачусетс (1969). Сравнительное исследование роли мозговой артериальной крови в регуляции температуры мозга у пяти млекопитающих. Мозг Res. 16, 417–440. дои: 10.1016/0006-8993(69)-4

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хьюпе, Дж. М., Джеймс, А. С., Пейн, Б. Р., Ломбер, С. Г., Жирар, П., и Булье, Дж. (1998). Корковая обратная связь улучшает различение фигуры и фона нейронами V1, V2 и V3. Природа 394, 784–787.дои: 10.1038/29537

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Иноуэ, Т., Фуджи, М., Кида, Х., Ямакава, Т., Марута, Ю., Токива, Т., и др. (2017). Эпидуральное очаговое охлаждение головного мозга устраняет судороги неокортекса у кошек и нечеловеческих приматов. Неврологи. Рез. 122, 35–44. doi: 10.1016/j.neures.2017.04.007

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кабанова А., Пабст М., Лорковски М., Браганса О., Боелен А., Никбахт, Н., и др. (2015). Функция и генетическое происхождение мезокортикальной тормозной цепи. Нац. Неврологи. 18, 872–882. doi: 10.1038/nn.4020

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Каркар, К.М., Гарсия, П.А., Бейтман, Л.М., Смит, М.Д., Барбаро, Н.М., и Бергер, М. (2002). Очаговое охлаждение подавляет спонтанную эпилептиформную активность без изменения коркового моторного порога. Эпилепсия 43, 932–935. doi: 10.1046/j.1528-1157.2002.03902.х

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кияткин, Э. А., Браун, П. Л., и Уайз, Р. А. (2002). Колебания температуры мозга: отражение функциональной нервной активации. евро. Дж. Нейроски. 16, 164–168. doi: 10.1046/j.1460-9568.2002.02066.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Корогод С.М., Демьяненко Л.Е. (2017). Температурные эффекты на не-TRP ионные каналы и возбудимость нейронов. Опера. Мед. Физиол. 3, 84–92. doi: 10.20388/omp2017.003.0049

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Кунори, Н., Кадзивара, Р., и Такашима, И. (2014). Визуализация активности первичной моторной коры с помощью красителя, чувствительного к напряжению, вызванного стимуляцией вентральной области покрышки. J. Neurosci. 34, 8894–8903. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5286-13.2014

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лавин А., Ногейра Л., Лапиш К.C., Wightman, R.M., Phillips, P.E.M., и Seamans, JK (2005). Мезокортикальные дофаминовые нейроны работают в разных временных областях, используя мультимодальную передачу сигналов. J. Neurosci. 25, 5013–5023. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0557-05.2005

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Логотетис, Н.К., Паулс, Дж., Аугат, М., Тринат, Т., и Олтерманн, А. (2001). Нейрофизиологическое исследование основы сигнала фМРТ. Природа 412, 150–157.дои: 10.1038/35084005

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Мэсси, Ф.Дж. (1951). Критерий согласия Колмогорова-Смирнова. Дж. Ам. Стат. доц. 46, 68–78. дои: 10.1080/01621459.1951.10500769

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Меркури, Н., Калабрези, П., Станционе, П., и Бернарди, Г. (1985). Электрическая стимуляция групп мезэнцефальных клеток (A9–A10) вызывает моносинаптические возбуждающие потенциалы в лобной коре крыс. Мозг Res. 338, 192–195. дои: 10.1016/0006-8993(85)-7

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Мокрушин А. А., Павлинова Л. И., Боровиков С. Е. (2014). Влияние скорости охлаждения на активность ионотропных рецепторов глутамата в срезах головного мозга при гипотермии. Дж. Терм. биол. 44, 5–13. doi: 10.1016/j.jtherbio.2014.05.005

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Мозли, Дж. И., Ojemann, G.A., and Ward, A.A. Jr. (1972). Единичная активность при фокальной корковой гипотермии в нормальной коре. Экспл. Нейрол. 37, 152–163. дои: 10.1016/0014-4886(72)-4

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Мозер, Э., Матисен, И., и Андерсен, П. (1993). Связь между температурой мозга и потенциалами зубчатого поля у исследующих и плавающих крыс. Наука 259, 1324–1326. doi: 10.1126/science.8446900

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Мотамеди, Г.К., Салазар П., Смит Э.Л., Лессер Р.П., Уэббер В.Р., Ортински П.И. и соавт. (2006). Прекращение эпилептиформной активности охлаждением в моделях эпилепсии срезов гиппокампа крыс. Рез. эпилепсии. 70, 200–210. doi: 10.1016/j.eplepsyres.2006.05.001

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Nomura, S., Fujii, M., Inoue, T., He, Y., Maruta, Y., Koizumi, H., et al. (2014). Изменения концентрации глутамата, метаболизма глюкозы и мозгового кровотока при очаговом охлаждении эпилептогенной коры головного мозга человека. Эпилепсия 55, 770–776. дои: 10.1111/эпи.12600

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Огава, С., Ли, Т.М., Кей, А.Р., и Танк, Д.В. (1990). Магнитно-резонансная томография головного мозга с контрастированием в зависимости от оксигенации крови. Проц. Натл. акад. науч. США 87, 9868–9872. doi: 10.1073/pnas.87.24.9868

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Паксинос, Г., и Уотсон, К. (2014). Мозг крысы в ​​стереотаксических координатах. 7-е изд. Сан-Диего: Elsevier Academic Press.

Академия Google

Пейн Б.Р., Ломбер С.Г., Гираертс С., ван дер Гухт Э. и Ванденбуше Э. (1996). Обратимый зрительный полуигнор. Проц. Натл. акад. науч. США 93, 290–294. doi: 10.1073/pnas.93.1.290

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Перес-Лопес, Дж. Л., Контрерас-Лопес, Р., Рамирес-Харкин, Дж. О., и Текуапетла, Ф. (2018). Прямая глутаматергическая передача сигналов от дофаминергических нейронов среднего мозга на пирамидальные нейроны префронтальной коры. Перед. Нейронные цепи 12:70. doi: 10.3389/fncir.2018.00070

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Schwerdtfeger, K., von Tiling, S., Kiefer, M., Strowitzki, M., Mestres, P., Booz, K.H., et al. (1999). Выявление соматосенсорных путей по фокально-охлаждающим изменениям соматосенсорных вызванных потенциалов и ЭЭГ-активности — экспериментальное исследование. Акта Нейрохир. (Вена) 141, 647–654. doi: 10.1007/s007010050355

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Себель, П.С., Инграм Д.А., Флинн П.Дж., Резерфорд С.Ф. и Роджерс Х. (1986). Вызванные потенциалы при анестезии изофлураном. Бр. Дж. Анаст. 58, 580–585. doi: 10.1093/bja/58.6.580

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Стуженске, Дж. М., Спеллман, Т., и Гордон, Дж. А. (2015). Моделирование пространственно-временной динамики распространения света и тепла для оптогенетики in vivo . Cell Rep. 12, 525–534. doi: 10.1016/j.celrep.2015.06.036

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Тренделенбург, В. (1911). Untersuchungen über reizlose vorübergehende ausschaltung am zentralnervensystem: III. Миттейлунг. Die extremitätenregion der Grosshirnrinde. Арка Пфлюгера. 137, 515–544. дои: 10.1007/BF01680423

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Виетес-Прадо, А., Иглесиас-Рей, Р., Фернандес-Сусавила, Х., да Силва-Кандаль, А., Родригес-Кастро, Э., Грон, О.Х. и др. (2016). Защитные эффекты и магнитно-резонансная томография температурного картирования системной и очаговой гипотермии при церебральной ишемии. Ход 47, 2386–2396. doi: 10.1161/STROKEAHA.116.014067

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Wang, H., Wang, B., Normoyle, K.P., Jackson, K., Spitler, K., Sharrock, M.F., et al. (2014). Температура мозга и ее основные свойства: обзор для клинических неврологов. Перед. Неврологи. 8:307. doi: 10.3389/fnins.2014.00307

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ватанабэ Ю., Кадзивара Р. и Такашима И. (2009). Оптическая визуализация активности префронтальных нейронов крысы, вызванной стимуляцией вентральной области покрышки. Нейроотчет 20, 875–880. дои: 10.1097/WNR.0b013e32832c5e98

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ямагути, Т., Ван, Х.Л., Ли, X., Нг, Т.Х., и Моралес, М.(2011). Мезокортиколимбический глутаматергический путь. J. Neurosci. 31, 8476–8490. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1598-11.2011

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Поперечное расщепление дислокаций: механизм атермической и быстрой пластичности.

www.nature.com/scientificreports

OPEN

Получено: 22 марта 2016 г. Принято: 25 апреля 2016 г. Опубликовано: 17 мая 2016 г. , Юлия Р.Greer4, Eugen Rabkin2 и Dan Mordehai1 Пути, по которым дислокации, линейные дефекты в структуре решетки, преодолевают микроструктурные препятствия, представляют собой ключевой аспект в понимании основных механизмов, которые контролируют механические свойства пластичных кристаллических материалов. В то время как считалось, что краевые дислокации изменяют свою плоскость скольжения только за счет медленного, неконсервативного, термически активируемого движения, мы предполагаем существование быстрого консервативного атермического механизма, посредством которого задержанные краевые дислокации расщепляются на две другие краевые дислокации, которые скользят по двум различные кристаллографические плоскости.Этот обнаруженный механизм, для которого мы придумали термин «поперечное расщепление краевых дислокаций», представляет собой уникальное коллективное явление, которое запускается взаимодействием с другой ранее существовавшей краевой дислокацией того же знака. Этот механизм продемонстрирован для ограненных наночастиц α-Fe при сжатии, в котором мы предполагаем, что поперечное расщепление задержанных краевых дислокаций приводит к взрыву напряжения. Механизм поперечного расщепления обеспечивает эффективный путь для преодоления краевыми дислокациями плоских препятствий.Продолжающиеся усилия по улучшению прочности и пластичности за счет миниатюризации образцов 1 или формирования микроструктуры субмикрометрового масштаба 2–4 влекут за собой необходимость глубокого понимания механических свойств наноструктурных материалов на атомном уровне, т. е. выявления и соотнесения влияния размерности со свойствами. дислокаций, линейных дефектов в кристаллической структуре5–8. В объемном материале движение дислокаций ограничено плоскими дефектами, такими как границы зерен и границы раздела, что, в свою очередь, приводит к упрочнению материала9,10.Этот механизм используется для увеличения прочности материала с субмикрометровыми размерами. Например, большие участки интерфейса в биметаллических системах или интерфейс графен-металл представляют собой плоский барьер для движения дислокаций11,12. Однако дислокации могут преодолевать эти барьеры, изменяя свою плоскость скольжения в зависимости от своего характера. Винтовые дислокации могут менять плоскость скольжения посредством термоактивируемого консервативного процесса, известного как поперечное скольжение. Этот процесс, зависящий от температуры и скорости деформации, широко распространен в ОЦК-металлах из-за того, что винтовые дислокации 〈111〉 могут скользить по любой из следующих систем скольжения: три плоскости {110}, три плоскости {112} и шесть {123} самолеты13.С другой стороны, краевые дислокации не могут перекрестно скользить и, как считается, преодолевают препятствия только путем подъема, т. е. изменения плоскости скольжения путем поглощения или излучения точечного дефекта14. В скорости этого неконсервативного движения преобладает диффузия вакансий, что делает его гораздо более медленным механизмом, чем скольжение или поперечное скольжение в ОЦК-металлах. В наномасштабе свободные поверхности являются отличными стоками для вакансий, что делает подъем дислокаций гораздо более обременительным, чем поперечное скольжение винтовых дислокаций. Здесь мы предлагаем быстрый консервативный атермический дислокационный механизм, с помощью которого краевые дислокации преодолевают препятствия и меняют плоскость скольжения путем расщепления.Этот механизм представляет собой коллективный процесс, при котором краевая дислокация распадается на две краевые дислокации, не удерживаемые препятствием. Утверждается, что этот механизм важен в структурах с низкой размерностью, и здесь показано, что он контролирует прочность наночастиц α-Fe (BCC) при сжатии. Мы представляем здесь экспериментальные результаты наночастиц железа ОЦК при сжатии. Наночастицы, которые до сжатия не имели подвижных дислокаций, подвергаются некоторому деформационному упрочнению, прежде чем деформироваться в виде большого скачка деформации.Мы показываем в моделировании молекулярной динамики (МД), что дислокации зарождаются в двух верхних вершинах, из которых два независимых краевых скопления дислокаций 1

Департамент машиностроения, Технион – Израильский технологический институт, 32000, Хайфа, Израиль. 2Кафедра материаловедения и инженерии, Технион – Израильский технологический институт, 32000, Хайфа, Израиль. 3Отдел материаловедения и инженерии и Институт материаловедения, Университет Коннектикута, Коннектикут, США.4 Отдел инженерных и прикладных наук, Калифорнийский технологический институт, Пасадена, Калифорния 91125, США. С корреспонденцией и запросами материалов обращаться на имя Р.К. (электронная почта: [email protected]) или D.M. (электронная почта: [email protected]) Научные отчеты | 6:25966 | DOI: 10.1038/srep25966

1

www.nature.com/scientificreports/

Рис. 1. Наночастицы Fe при сжатии. ( а ) 3D-АСМ-изображение наночастиц Fe в готовом виде, полученных методом удаления смачивания.Все наночастицы Fe ориентированы с осью 〈110〉, перпендикулярной подложке. (b) Данные напряжения-деформации трех различных наночастиц Fe, сжатых в направлении 〈110〉. Высота каждой наночастицы составляет ~340 нм. формируются. В то время как наночастица затвердевает по мере развития скоплений дислокаций, вызванных зарождением дислокаций, взрыв деформации начинается, когда передняя дислокация в скоплении разделяется на две краевые дислокации на двух разных плоскостях скольжения. Это расщепление позволяет двум новообразованным дислокациям скользить от границы раздела, что приводит к катастрофической деформации наночастицы.Здесь мы предполагаем, что этот механизм расщепления не ограничивается только наночастицами, а является энергетически выгодным, когда расстояние между соседними краевыми дислокациями уменьшается ниже определенного порога, т. е. этот механизм уникален, поскольку это процесс с участием группы дислокаций. Наночастицы Fe были сформированы методом твердофазного обезвоживания на твердой сапфировой подложке. Сформированные частицы огранены так, что верхняя грань {110} параллельна подложке, как показано на рис.1А. Наночастицы сжимали с верхней грани и рассчитывали механический отклик (подробности см. в разделе «Методы»). Данные на рис. 1 показывают, что на ранних стадиях деформации наночастицы были относительно податливыми, поскольку наклон данных напряжения-деформации до деформации ~ 1,5%, что относится к вертикальному смещению 5 нм, соответствует средний модуль упругости 25 ГПа. Такой низкий модуль хорошо коррелирует с механическими свойствами гидроксидного слоя, что было извлечено из экспериментов по наноиндентированию (разд.I в дополнительной информации). Наночастицы упрочнялись до деформаций сжатия в диапазоне 4–5 %, а средний наклон в этом режиме увеличивался до ~110 ГПа. Это значение существенно ниже, чем ожидаемое для Fe, которое, как мы ожидаем, составит ~400 ГПа для этой геометрии, как мы далее извлечем из моделирования МД. Слой гидроксида слишком тонкий, чтобы объяснить более низкий наклон при этих деформациях, соответствующих смещениям 13–17 нм. Кроме того, стадия упрочнения завершалась всплеском деформации ~1–3%, т.е. это поведение отличается от ранее описанной реакции напряжения-деформации исходных граненых наночастиц, таких как Au15 и Ni3Al16, где наночастицы упруго деформировались и пластически разрушались после первого события зарождения дислокации с деформационным взрывом почти на 100%.Деформационные всплески в массивном материале обычно соответствуют дислокационным лавинам, которые вызывают резкое выделение энергии внутри дислокационной микроструктуры17. В исходных наночастицах всплеск деформации объясняется снижением прочности, когда зарождающиеся дислокации выходят из кристалла на свободную поверхность, оставляя после себя атомные ступени15. Уменьшенный наклон во время начальных стадий сжатия наночастиц Fe в этой работе и некатастрофический, ограниченный начальный скачок напряжения предполагают, что механизм деформации, вызванный дислокацией, здесь отличается от того, что было сообщено для исходных наночастиц15,16.Мы выполнили моделирование МД, чтобы понять физическое происхождение этого заметно отличающегося механического отклика наночастиц Fe от всех тех, о которых сообщалось ранее. Моделирование показало, что наночастица была первоначально упруго сжата с эффективным модулем E′​  =​ 397 ГПа. Этот модуль учитывает геометрию наночастицы и тот факт, что мы рассматриваем напряжение на верхней грани. Простая одномерная модель, предполагающая переменную одноосную деформацию по высоте наночастиц, показывает, что это значение соответствует модулю упругости E =​ 268 ГПа, что хорошо согласуется со значениями, ожидаемыми для Fe в направлении 〈110〉 .Детали модели приведены в гл. II в дополнительной информации. Научные отчеты | 6:25966 | DOI: 10.1038/srep25966

2

www.nature.com/scientificreports/

(а) Изометрический вид наночастицы, смоделированный в MD. Две верхние вершины, отмеченные буквами «А» и «В», являются точками зарождения дислокаций. (б) Вид с направления [110] на поперечное сечение наночастицы.Показано скопление из трех дислокаций, образовавшееся в точке B, где были удалены все атомы, кроме атомов в ядрах дислокаций. (в) Вид снизу на скопление дислокаций, показанное на (б), вскоре после того, как передняя дислокация ½[111] в скоплении распадается на дислокации [001] и ½[111]. Для ясности показана наночастица, вытянутая в направлении [001]. (d) — вид снизу на частицу после поперечного разделения. Цвет обозначает высоту: красный — высота верхней грани, а синий — нижней.Некоторые вакансии остаются остатками дислокационно-дислокационных взаимодействий.

Моделирование показало, что пластичность начинается с зарождения дислокаций в двух противоположных верхних вершинах наночастицы, которые находятся в поперечном сечении верхней грани (110) и двух граней {112}. В каждой вершине существуют две возможные системы скольжения, которые могут служить местами зарождения дислокаций: [111](011) и [111](101) на вершине, отмеченной (А) на рис. 2а; [111](101) и [111](011) на отмеченной вершине (B).Направления во всех случаях направлены внутрь к подложке. После зарождения дислокации искривляются двумя концами на гранях наночастицы, получая смешанные характеры на обоих концах и краевую характеристику в ее центре. По мере увеличения приложенного напряжения дислокации скользили внутрь к подложке, а оба конца скользили по краям и граням наночастиц, выпрямляя общую линию дислокаций в сторону краевого характера. В этом механизме дислокационная линия в конце концов задерживается вблизи подложки, где она приобретает краевой характер по всей своей линии.Если частица достаточно широка, плоскости скольжения дислокаций, зародившихся в вершинах А и В, не пересекаются и они достигают подложки, не взаимодействуя друг с другом. Поскольку дислокации не скользят по границе раздела, дальнейшая деформация происходит за счет дополнительных подобных событий зарождения в двух вершинах и распространения внутрь. Зародышевые дислокации выпрямлялись в сторону краевого характера и скользили к основанию наночастиц, накапливаясь за исходными зародышевыми дислокациями.Этот процесс многократно повторялся, при этом вновь зародившиеся дислокации последовательно скользили от вершин к основанию наночастицы, образуя скопления краевых дислокаций вдоль двух независимых плоскостей {110} (рис. 2б). Эти события зародышеобразования не приводили к катастрофическим или существенным всплескам деформации, как это наблюдалось в наночастицах FCC и Ni3Al15,16,18; после каждого события зародышеобразования приложенное напряжение, необходимое для продолжения пластической деформации наночастицы, увеличивается (рис.3). Последовательные события зародышеобразования требуют более высоких приложенных напряжений, чтобы преодолеть обратное напряжение от растущего скопления, которое проявляется в отверждении наночастицы при ее сжатии. Пока рассматриваются только зародышеобразование и скольжение, граненая форма наночастицы и ее кристаллографическая ориентация вынуждают испускаемые дислокации накапливаться на подложке, не имея возможности взаимодействовать, чтобы выйти из плоскости скольжения. По мере деформации необходимо было зарождение дополнительных дислокаций в вершинах, что усугубляет нагромождение и требует приложения больших сжимающих усилий.Напряжение не может увеличиваться бесконечно, поэтому другие, возможно, термически активируемые процессы, такие как подъем краевой дислокации, могут быть активированы для снятия накопленных напряжений в нагромождении. Так как все дислокации получают

Научные отчеты | 6:25966 | DOI: 10.1038/srep25966

3

www.nature.com/scientificreports/

Первые три падения текучести, отмеченные стрелками, соответствуют зарождению дислокации и образованию скопления.Падение доходности в начале кросс-деления отмечено крестиком. В интерпретации управления силой (верхняя огибающая кривая), предложенной в 15, всплеск деформации связан с поперечным расколом в голове нагромождения.

краевой характер, переползание дислокации — единственный известный механизм, который может способствовать выходу краевой дислокации из скопления. Однако у этого механизма есть несколько недостатков, позволяющих объяснить экспериментальные наблюдения: это неконсервативный процесс, который, как ожидается, будет медленным при комнатной температуре; близлежащие свободные поверхности будут истощать вакансии и еще больше замедлять набор высоты; наконец, даже если имеет место подъем, он не изменит направление скольжения, а скорее переместит медленно дислокации вдоль границы раздела.Такое медленное движение вдоль границы раздела не может объяснить внезапный всплеск смещения. Следовательно, должен быть активирован другой механизм, чтобы позволить скопившимся дислокациям вырваться, генерируя массивное и резкое выделение энергии. Мы предлагаем новый путь, по которому нагромождение может разрушиться и привести к быстрому выделению энергии. В этом механизме краевая дислокация в голове скопления распадается на две полные краевые дислокации на двух разных плоскостях скольжения, что позволяет им покинуть исходную плоскость скольжения, взаимодействовать со вторичным скоплением и привести к катастрофическая деформация наночастицы.По мере того как в скопление зарождается все больше и больше дислокаций, расстояние между двумя ведущими дислокациями внутри каждого скопления уменьшается. При определенном сжимающем напряжении, которое мы обсудим далее, дислокация в голове скопления распадается на две дислокации, как показано на рис. 2в. Во всех наших моделях расщепление начиналось в центре наночастицы, где два сегмента дислокаций  111 {110} встречаются, образуя короткий сегмент  111 {112}. Реакция в этом направлении позволяет как исходной, так и расщепленной  111 дислокациям лежать в двух разных плоскостях {110} и иметь общее направление линии.Начавшись в центре, расщепленная дислокация продолжилась вдоль двух новых плоскостей {110}. Расщепление не ограничивалось одним из пайлапов, но мы никогда не наблюдали его одновременно в обоих пайлапах. В общем случае правило разделения можно записать следующим образом  111 →  111 + 001

(1)

и схематично показано на рис. 4a,b. Например, скопление, отмеченное на рис. 2в, состоит из краевой дислокации [111] с двумя сегментами на плоскостях скольжения (011) и (101). Две части дислокации образуют короткий краевой сегмент [111](112), где сходятся плоскости скольжения.Этот сегмент в голове скопления распадается на краевую дислокацию [111] в плоскости (112) и дислокацию [001] в плоскости (110), которая параллельна границе раздела/верхней грани. Дислокация [111] (112) скользила параллельно второму скоплению с вектором Бюргерса противоположного знака, так что сила Пича-Келера, действующая на дислокацию [111], отталкивает ее от границы раздела. В своем движении вверх сегмент [111] (112) расширяет два «рука» в две плоскости (011) и (101), расщепляя дополнительные краевые сегменты в исходных плоскостях скольжения.В результате длина расщепленного сегмента 001 увеличивается, и расщепленная дислокация  111 скользит вверх по двум плоскостям (011) и (101). Этот механизм, который мы называем поперечным расщеплением, позволяет заторможенным краевым дислокациям «менять» плоскость скольжения и преодолевать барьеры. Этот механизм напоминает известный механизм поперечного скольжения винтовых дислокаций, при котором дислокации часто меняют плоскость скольжения. Однако, в отличие от поперечного скольжения, описанный здесь процесс требует, чтобы краевая дислокация разделилась и оставила дислокацию [001], чтобы выполнить геометрические ограничения вектора Бюргерса.Новообразованная дислокация  111 быстро скользила от скопления, позволяя новой дислокации зародиться в скоплении без изменения его плотности до перекрестного расщепления. Достигнув верхней границы раздела, убегающая дислокация образует атомарную ступеньку, которая служит местом зарождения дислокации  111 {110} при сжатии. Наконец, только что зародившаяся дислокация скользит и взаимодействует со вторым скоплением, что инициирует каскад взаимодействий дислокаций, который быстро приводит к коллапсу скопления и уменьшению сжимающего напряжения в более широком масштабе. Научные отчеты | 6:25966 | ДОИ: 10.1038/srep25966

4

www.nature.com/scientificreports/

Рисунок 4.  Механизм поперечного разделения. (а) Две дислокации в голове скопления перед поперечным расщеплением. (б) После расщепления лидирующей дислокации, отмеченной буквой «а», из скопления высвобождаются две новообразованные дислокации: «а1» и «а2». (c) Перекрытие между ядрами двух фронтальных дислокаций перед кросс-расщеплением в моделировании МД. Для облегчения идентификации ядер дислокаций плоскости атомов, перпендикулярные плоскости скольжения, отмечены сплошными линиями.(г) Составляющая силы, действующей на расщепленную дислокацию, отмеченную как «а2», вдоль направления ее скольжения в зависимости от расстояния от скопления r для различных разрешенных касательных напряжений на плоскости расщепления. Отрицательная и положительная силы направлены соответственно к нагромождению и от него.

ряд штаммов. В заключение, именно поперечное расщепление дислокации в голове одного из скоплений вызывает быстрое высвобождение упругой энергии, запасенной в наночастице во время сжатия, сопровождающееся большим всплеском деформации, наблюдаемым в экспериментах.Исход предлагаемого здесь механизма чем-то подобен группе реакций между дислокациями и границами зерен [19–22]. В последнем реакция между дислокацией и границей зерна приводит к образованию интерфейсной дислокации (параллельной границе раздела), а оставшаяся дислокация проходит через границу зерна или отражается от нее. Однако, несмотря на схожий результат, есть принципиальная разница. При моделировании мы рассматриваем интерфейс между двумя решетками ОЦК с одинаковой ориентацией и той же структурой решетки, но с разной жесткостью.Таким образом, любой дефект, образующийся на такой границе, будет приводить к несоответствию атомных слоев вокруг границы и увеличивать ее энергию, что делает дислокационно-поверхностный механизм реакции невыгодным. Кроме того, механизм междислокационной реакции не требует близости двух решеточных дислокаций, в то время как мы всегда наблюдали расщепление при слиянии ядер двух дислокаций. Хорошим примером этого является образование скоплений краевых дислокаций в нанокубах Si при сжатии на сапфировой подложке [23].Было обнаружено, что дислокации зарождаются в вершинах и накапливаются у поверхности раздела. Тем не менее, на этой стадии нанокуб упрочнялся, так как дислокации не взаимодействовали с границей раздела даже при напряжениях в режиме ГПа. Вместо этого образовались параллельные пайлапы. Кроме того, разница в податливости в экспериментах между Fe (мягким) и сапфиром (жестким) препятствует достижению дислокациями подложки и проникновению в сапфир, и они должны оставаться в виде объемных дислокаций внутри частицы.Следовательно, мы предполагаем, что показанный здесь механизм является результатом расщепления из-за слияния двух ядер дислокаций. Мы откладываем дальнейшее обсуждение того, почему это энергетически выгодный механизм. Результаты нашего моделирования МД показывают, что в диапазоне деформаций 1,5–5% экспериментальные данные напряжения-деформации вряд ли будут чисто упругими. На этой стадии процесса деформации в первую очередь формируются дислокационные скопления. Испускание новых дислокаций в скопления уменьшает наклон смоделированного графика напряжение-деформация, поскольку каждое событие зарождения дислокации вносит дополнительный вклад в пластическую деформацию, которая пропорциональна вектору Бюргерса.Этот тип деформации считается псевдоупругим, а не пластическим24, несмотря на наблюдаемую дислокационную активность, поскольку он является полностью обратимым, т. е. снятие приложенного сжимающего напряжения во время образования скопления привело бы к скольжению дислокаций обратно к местам их зарождения. В этом смысле в экспериментах будет невозможно провести различие между упругой и псевдоупругой деформацией с уменьшенным наклоном. Например, наклон зависимости напряжения от деформации перед первым событием зародышеобразования в МД моделировании 20.Научные отчеты высотой 8 нм | 6:25966 | DOI: 10.1038/srep25966

5

www.nature.com/scientificreports/ nanoparticle в 2,4 раза выше, чем средний наклон между первым событием зародышеобразования и началом поперечного расщепления (рис. 3). Если учесть дополнительную деформацию, сопровождающую зарождение каждой дислокации, то найдем эффективный псевдоупругий модуль Eeff, удовлетворяющий 1 1 γ (1 − ν)m = ′ + , Eeff µ E

(2)

, где E ′ — эффективный модуль наночастицы Fe, извлеченный из упругой части моделирования МД на рис.3, μ и ν — модуль сдвига и коэффициент Пуассона соответственно, m — фактор Шмида, а γ — безразмерный коэффициент, который связывает количество дислокаций в скоплении с высотой частицы и приложенным сжимающим напряжением. Основываясь на моделировании методом МД, мы предполагаем, что γ​равно 0,89. В предположении изотропной теории упругости наклон смоделированного графика напряжения-деформации уменьшается с E′​  =​397 ГПа до Eeff =​ 163 ГПа, что хорошо согласуется с экспериментальным наклоном. Более подробная информация о модели представлена ​​в гл.II в дополнительной информации. Как только передняя дислокация в нагромождении крест-накрест расщепляется, она производит деформационный всплеск, что и наблюдалось в экспериментах в конце псевдоупругой деформации. Было обнаружено, что этот всплеск напряжения относительно мал по сравнению с другими наночастицами, что позволяет предположить, что дислокации не истощаются из наночастицы, а остаются в объеме и вызывают дальнейшее упрочнение. На снимке МД-моделирования после поперечного расщепления видна сложная дислокационная субструктура (рис.2г). Как только дислокация перекрестно расщепляется, она позволяет и облегчает взаимодействие между двумя скоплениями каскадным образом и приводит к этой сложной микроструктуре. Мы полагаем, что это является причиной того, что разрыв деформации в экспериментах ограничивается несколькими процентами деформации. В отличие от поперечного скольжения, при котором новые дислокации не образуются, процесс поперечного расщепления добавляет в систему дислокацию 〈100〉. Естественно задаться вопросом, увеличит ли расщепление энергию системы.Механизм кросс-расщепления отличается от предыдущих механизмов преодоления барьеров тем, что это коллективный механизм, т. е. он активируется в присутствии других краевых дислокаций того же знака. Несмотря на увеличение числа дислокаций, этот механизм снижает общую энергию всей системы, подверженной внешнему приложенному напряжению. Кросс-раскол вызывается перекрытием между ядрами двух дислокаций одного знака. Передняя дислокация блокируется с одной стороны границей раздела, и каждая последующая дислокация оттесняется к передней по мере увеличения напряжения и выталкивания большего количества материала вниз.Пока краевые дислокации не могут покинуть скопление, расстояние между двумя лидирующими дислокациями сужается, и при определенном уровне напряжения ядра двух дислокаций в голове скопления будут перекрываться (см. рис. 4в). и образуют эффективную супердислокацию с ядром 2b111, где b111 — вектор Бюргерса дислокации  111. Эта супердислокация неустойчива и предпочитает диссоциировать на три дислокации, одну на исходной плоскости скольжения, с исходным вектором Бюргерса, и две другие — на разных плоскостях скольжения, т.е.е., реакция в предлагаемом механизме кросс-расщепления. Например, дислокации, отмеченные «а» и «б» на рис. 2с, перекрываются под действием приложенного напряжения, и в результате «б» остается на исходной плоскости скольжения, а а распадается на «а1» и «а2». Энергия супердислокации до расщепления пропорциональна (2b111)2, что выше энергии после расщепления, пропорциональной 2(b111)2 +​  (b100)2 

Термомеханические свойства термореактивные полимеры и композиты, полученные фронтальной полимеризацией — Университет Роуэна

TY — CHAP

T1 — Термомеханические свойства термореактивных полимеров и композитов, изготовленных фронтальной полимеризацией

AU — Yourdkhani, M.

AU — Koohbor, B.

AU — Lamuta, C.

AU — Dean, LM

AU — Centellas, P.

AU — Ivanoff, DG

AU — Robertson, ID 900 , SR

AU — Sottos, NR

N1 — Информация о финансировании: Эта работа была поддержана Управлением научных исследований ВВС США в виде награды FA9550-16-1-0017. Авторское право издателя: © 2019 г., The Society for Experimental Mechanics, Inc. химическая стабильность и простота изготовления.Обычное отверждение термореактивных материалов и их композитов требует нагревания мономеров матрицы при повышенных температурах в течение длительных циклов отверждения для получения полностью сшитых полимеров, что приводит к высокой стоимости производства с точки зрения времени, энергии и капиталовложений. Фронтальная полимеризация (FP) является многообещающим подходом для быстрого и энергоэффективного изготовления высокоэффективных термореактивных материалов и FRPC. В FP тепловой стимул (триггер) вызывает самораспространяющуюся экзотермическую волну реакции, которая превращает жидкие мономеры в полностью отвержденные полимеры, устраняя необходимость подачи внешней энергии большими печами или автоклавами.Мы использовали FP дициклопентадиена (DCPD) для успешного изготовления термореактивных полимеров и композитных деталей. В этой новой стратегии отверждения окончательная степень отверждения полимера и, следовательно, его механические характеристики определяются явлением теплопередачи, которое происходит на фронте полимеризации. При изготовлении FRPC некоторая часть выделяемого тепла поглощается непрерывными волокнами или теряется через оснастку. В этой работе мы обсудим характеристику термомеханических свойств полимера ДЦПД, полученного путем отверждения FP.

AB — Термореактивные полимеры обычно используются в качестве матричного материала в армированных волокнами полимерных композитах (FRPC) благодаря их хорошим механическим свойствам, химической стабильности и простоте производства. Обычное отверждение термореактивных материалов и их композитов требует нагревания мономеров матрицы при повышенных температурах в течение длительных циклов отверждения для получения полностью сшитых полимеров, что приводит к высокой стоимости производства с точки зрения времени, энергии и капиталовложений. Фронтальная полимеризация (FP) является многообещающим подходом для быстрого и энергоэффективного изготовления высокоэффективных термореактивных материалов и FRPC.В FP тепловой стимул (триггер) вызывает самораспространяющуюся экзотермическую волну реакции, которая превращает жидкие мономеры в полностью отвержденные полимеры, устраняя необходимость подачи внешней энергии большими печами или автоклавами. Мы использовали FP дициклопентадиена (DCPD) для успешного изготовления термореактивных полимеров и композитных деталей. В этой новой стратегии отверждения окончательная степень отверждения полимера и, следовательно, его механические характеристики определяются явлением теплопередачи, которое происходит на фронте полимеризации.При изготовлении FRPC некоторая часть выделяемого тепла поглощается непрерывными волокнами или теряется через оснастку. В этой работе мы обсудим характеристику термомеханических свойств полимера ДЦПД, полученного путем отверждения FP.

UR – http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85055353169&partnerID=8YFLogxK

UR – http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=85055353169&partnerID=8YFLogxK

У2 — 10.1007/978-3-319-95510-0_11

ДО — 10.1007 / 978-3-319-95510-3-319-95510-0_11

м3 — Глава

AN — SCOPUS: 85055353169

T3 — Материалы конференции общества для экспериментальной механики серии

SP — 89

EP — 91

BT — Труды конференции Общества экспериментальной механики Серия

PB — Springer New York LLC

ER —

Атермальная пленка на лобовое стекло: отзывы, плюсы и минусы

С приходом летнего сезона, а вместе с ним и жаркого солнца , перед большинством автовладельцев встал большой вопрос, как защитить салон автомобиля от высоких температур и солнечных лучей.Решением стала атермальная пленка на лобовое стекло. Отзывы об этой автомобильной новинке, а также знания о свойствах этого продукта, его преимуществах и недостатках – далее в нашей статье.

Атермальные пленки: что это такое?

Это решение — новинка в автомобильном мире, но идея спасения от жары таким способом отнюдь не нова — нечто подобное уже было раньше. Из всех прошлых покрытий эта пленка имеет фиолетовый оттенок, который может меняться в зависимости от интенсивности солнечного света.Кроме того, он отражает не только свечение или ультрафиолет, но и высокие температуры.



Есть разные пленки — «хамелеон», фиолетовая, зеленая, а так же прозрачная атермальная пленка на лобовое стекло. Отзывы об этих защитных тонировках говорят сами за себя – водители отмечают, что при использовании этих растворов даже в самый жаркий и солнечный день в салоне сохраняется комфортная температура.

Технология

Изготавливают продукцию на современном оборудовании. В процессе производства получается материал с особыми свойствами.На самом деле эти пленки состоят более чем из двадцати тончайших слоев различных металлов.



Металл наносится напылением. При попадании солнечных лучей на стекло изделие может менять свой цвет – так работает установленная атермальная пленка на лобовом стекле-хамелеоне. Отзывы только положительные.



Эти решения не ухудшают обзор и при этом защищают не только водителя от перегрева, но и обивку салона от выгорания или растрескивания.Зеленый оттенок может измениться на прозрачный. Внутри тонированное таким образом стекло будет иметь немного желтоватый цвет. Это придает салону комфорт и ощущение уюта. В условиях недостаточной видимости или ночью эта тонировка не мешает управлению. Если встречный водитель едет с дальним светом, то обычно это слепит других участников движения – от этого явления может спасти и атермальная пленка на лобовом стекле. Отзывы тех, кто уже успел оценить работу этих тинтов, говорят о полезности такого способа защиты.Ведь ослепление – одна из причин дорожно-транспортных происшествий. Такая тонировка сглаживает яркий свет, что наилучшим образом сказывается на безопасности движения.

От чего могут защитить атермальные пленки?

Эти тонировки отличаются от всех других подобных материалов более высокой светопроницаемостью.



И в то же время эта пленка позволяет снизить проникновение вредного и даже губительного ультрафиолетового излучения до 98%, защищает от инфракрасного излучения на 97%, отражает до 93% тепла, яркость бликов от фар в встречная полоса уменьшается на значительные 23%.И это далеко не все свойства атермальной пленки на лобовом стекле. Отзывы автомобилистов об этой технологии защиты от жары и солнечных лучей свидетельствуют о высокой полезности продукта.

«Хамелеон»

Многие называют эти тонировки «хамелеон». Это связано с тем, что количество света, которое может пропустить через себя эта пленка, может отличаться на 5-6% в разных местах на стекле. Благодаря этому эффекту материал получил прозвище «хамелеон».

Преимущества атермальных пленок

Прежде чем автолюбители всего мира узнали о появлении такой новинки, многие производители выпускали другую продукцию.Главной функцией таких пленок было создание препятствия яркому свету. Эти материалы не могли надежно защитить салон от высоких температур.

Сейчас заменена тонировка на простую атермальную пленку на лобовом стекле. Отзывы об этом защитном материале положительные. Водители говорят, что летом такая современная тонировка поглощает высокие температуры.

Если есть желание затонировать лобовое стекло автомобиля и таким образом подготовиться к лету, но есть сомнения, то не бойтесь.Стоит попробовать. Характеристики светопропускания полностью соответствуют современным стандартам и требованиям.



К преимуществам можно отнести то, что будучи существенно тонированными, эти материалы делают стекло более прочным. Нередко при ДТП разбивается стекло и водитель и пассажиры получают повреждения от осколков. От этого защитит пленка Atremic на лобовом стекле. Отзывы тому подтверждение.

Также к достоинствам можно отнести защитные возможности пленки при появлении царапин или других мелких повреждений.Стекло – материал достаточно ранимый и хрупкий. А при выполнении тонировки атермальными пленками фронтальная поверхность будет надежно защищена.



Среди положительных качеств — защита салона от вредного воздействия солнечных лучей и высоких температур. Кроме того, это красивый внешний вид. Срок службы материала достаточно большой, при этом пленка не будет надуваться пузырями, как это бывает с другими красками, не отслаивается.

Недостатки товара

Минусы скорее присущи недорогим пленкам.Например, многим попадалась некачественная зеленая атермальная пленка на лобовом стекле. Отзывы о таких продуктах свидетельствуют о том, что она очень сильно утомляла глаза. Это признак того, что изделие изготовлено из недорогих материалов. Такие часто можно найти на рынках. Часто в процессе изготовления значительно нарушалась технология, допускались ошибки.

Также недостатком можно считать видимый зеркальный эффект. Эти тонировки запрещены к использованию — при производстве было явное несоблюдение технологического процесса.



Например, некачественная атермальная пленка на лобовое стекло «хамелеон». Отзывы о нем – плохая защита от летнего зноя, высоких температур, а также ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Но не всякая атермальная тонировка плоха.

Вышеуказанные недостатки являются признаком только тех изделий, производство которых происходило не по технологии. Не стоит покупать дешевые продукты – лучше приобрести пленку по высокой цене и насладиться всеми полезными свойствами в полной мере.Необходимо помнить, что фальшивая тонировка плохо наносится и в процессе приклеивания часто разрушается, может терять прозрачность, геометрические характеристики и блеск.

Разрешено или нет?

Автовладельцы знают, что запрещена тонировка, допускающая менее 50% света. Даже больше — по ГОСТам боковые и лобовые стекла должны пропускать до 70% света. Инспектору ГИБДД все равно, какая тонировка наклеена на стекло – черная, синяя, фиолетовая атермальная пленка на лобовом стекле.Отзывы предупреждают – вы можете столкнуться с неприятностями.

ГОСТы и стандарты

Бытовых стекол со 100% светопропусканием практически не бывает.



Автомобильные стекла имеют еще более низкую производительность. Конечно, это зависит от того, какой марки автомобиль. Но в среднем уровень светопропускания составляет от 80 до 90%. А если вам нужно выполнить тонировку атермальными пленками, то нужно помнить, что у них еще меньший показатель.

В итоге получается, что зачастую такие пленки не могут обеспечить необходимый (70%) уровень светопропускания.Если посмотреть ГОСТы на светопропускание лобового автостекла, то эти данные регламентированы. Об этом свидетельствует ГОСТ — 32565-2013.



Здесь есть два основных момента — он в основном предназначен для производителей стекла. А штрафы и пени за вождение автомобиля, где есть тонировка атермальными пленками, предусмотрены не за нарушения этого ГОСТа, а за нарушение «Технического регламента Таможенного союза». Так, в статье «О безопасности колесных транспортных средств» указано, что уровень светопропускания должен быть не менее 70 %.

Но что делать в этом случае водителю, ведь рано или поздно наступит лето? Однозначно ответить на вопрос, разрешена ли атермальная пленка на лобовом стекле, сложно. Отзывы говорят о том, что когда водители останавливают инспекторов ГИБДД, прибор не всегда может показать допустимый уровень светопропускания. Это касается прозрачных, зеленых, фиолетовых и других пленок.

С «хамелеонами» все сложнее. Есть разные мнения, которые подтвердились измерениями с прибором — уровень светопропускания может различаться в зависимости от места, где производился замер и уровня освещенности.

Необходимость самостоятельного замера

Чтобы понять проходит ли атермальная пленка на лобовое стекло ГОСТ, отзывы о ней рекомендуют проводить замеры самостоятельно. Для этого обычно нужно попросить кусок пленки у занимающихся тонировкой. Можно попробовать найти у знакомых или купить необходимый прибор для замеров. Но тут кроется один небольшой нюанс — атермальную тонировку нужно клеить мыльным раствором на стекло. Если этого не сделать, он не будет плотно прилегать к поверхности стекла и прибор покажет результат с ошибкой.После снятия мерок образец необходимо оторвать.



Если замеры показали приемлемую норму, то можно заклеить лобовое стекло выбранной пленкой. Не известны случаи, когда причиной серьезных проблем с законом была бы атермальная пленка на лобовом стекле. Отзывы, ГИБДД и продавцы уверяют, что препятствий пока нет, если, конечно, соблюдаются все требования по уровню светопропускания.

Самые известные бренды

Mystique Продукция Clima Comfort завоевала большую популярность.



Товар с такой маркировкой получает только положительные отзывы автомобилистов. Другой не менее популярный бренд – Mystique Light. Эти модели, по отзывам автовладельцев, идеально подходят для нанесения на лобовые стекла. Для защиты стекла по бокам лучше приобрести Mystyque Zero, Mystyque Night или Optimum. Вся эта линейка продуктов производится в США под брендом Ultra Vision.

Цена вопроса

Появившись на рынке совсем недавно, эти пленки смогли быстро завоевать большую популярность.Многие автовладельцы хотят знать, сколько стоит тонировка лобового стекла атермальной пленкой. Отзывы и официальная информация о стоимости – около трех тысяч рублей за рулон или от пятисот рублей. до тысячи за квадратный метр. Материалы производства США предлагаются по цене от двух до пяти тысяч рублей за метр.

Заключение

Итак, мы выяснили, что представляет собой этот вид тонировки. Атермальные пленки являются необходимым шагом. Он поможет спастись от жары, яркого света фар и травм в случае аварии.А кроме этого, с помощью такого тюнинга можно выделить машину из потока, ведь далеко не каждую машину сейчас тонируют «по кругу» вместе с лобовым стеклом.

Срединная нижняя лобная доля и сенсорное обучение у осьминога | Журнал экспериментальной биологии

1. После удаления средней нижней лобной доли слепые осьминоги, уже обученные различать на ощупь шероховатые и гладкие сферы, продолжали это делать, но с более низким уровнем точности.

2. Животные без предварительного обучения проявляли сильную склонность брать грубые предметы после этой операции и научились хорошо различать только при обучении брать грубые и отбрасывать гладкие.

3. Когда животным с интактными нижними лобными долями давали пищу в присутствии гладкой сферы, они учились брать гладкую; в последующих тестах на вымирание они продолжали брать гладкие, но вскоре перестали брать шероховатые объекты.

4. У животных без срединных нижних лобных долей также повышена склонность брать гладкие предметы, связанные с пищей.Но в тестах на вымирание они вели себя не так, как контроли; они продолжали брать грубые предметы, даже если не получали за это вознаграждения.

5. Оперированные животные, тщательно обученные брать гладкие предметы, показали некоторую способность отличать их от шероховатых предметов при последующем последовательном обучении пищей и электрошоком, хотя продолжали брать шероховатые предметы гораздо чаще, чем контрольные животные.

6. Животных без повреждения головного мозга можно было научить брать гладкие, а не шероховатые предметы с одной стороны, и они продолжали делать это при обучении в обратном направлении с другой.Однако были некоторые боковые помехи; производительность на необратимой стороне была хуже после введения обратного обучения.

7. Животные с поражением средней нижней лобной доли не могли обучаться на обратной (шероховатой + / гладкой ) стороне, ответы на оба объекта постепенно снижались по мере продолжения обучения. В то же время эта дискриминация по неинверсной (гладкой + /шероховатой ) стороне продолжала развиваться.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *