工频强磁场中兔行为及脑电功率谱分布的观察

工频强磁场中兔行为及脑电功率谱分布的观察

一、工频强磁场中兔的行为观察和脑电图的功率谱分布(论文文献综述)

唐硕[1](2018)在《静磁场脑损伤效应及以DAT为靶点的机制研究》文中研究指明目的和意义随着科学技术的进步,磁场广泛应用于交通运输(高铁、磁悬浮)、医疗卫生、国防军事、移动通讯等领域,其健康危害也越来越受到关注。中强静磁场是磁场频率为0,强度在1mT1T范围内的磁场,磁场对神经、血液、内分泌、免疫和生殖等系统等均可产生损伤效应,其中神经系统是对磁场最为敏感的系统之一。当前,对磁场生物效应的研究多大集中于工频磁场范围内,少见关于中强静磁场脑损伤效应的研究报道,且磁场脑损伤效应的机制远未阐明,故对中强静磁场脑损伤效应及其机制进行深入研究,并阐明中强静磁场暴露的强度效应和时间效应关系,具有重要的理论价值和实际意义。流行病学调查显示磁场暴露可致使人员焦虑、抑郁的发病率升高,引起情绪的改变。脑内DA能系统与情绪调控密切相关,研究表明DA神经环路中的腹侧被盖区-边缘叶环路主要参与对奖赏、情绪和记忆的调控。DAT属于Na+/Cl-共转运家族蛋白,具有重摄取突触间隙DA的功能,基于磁场的物理本质,推测磁场可通过影响Na+的运动进而影响DAT的功能。本研究将通过对中强静磁场暴露后大鼠行为学、脑电图、脑葡萄糖代谢和脑组织病理变化等检测来明确中强静磁场脑损伤效应及其强度效应和时间效应关系,进而以DAT为切入点通过动物和细胞实验对中强静磁场暴露后引起DA能系统变化进行研究,并结合磁场对含磁性原子葡萄糖代谢关键酶的影响研究,探讨磁场脑损伤效应的机制。材料和方法1.中强静磁场脑损伤效应的研究:Wistar雄性大鼠97只,随机分为对照组(C组)、低强度组(50mT、L组)、中强度组(100mT、M组)和高强度组(200mT、H组),分别于暴露前、暴露第1、5、10、15d以及暴露终止后7、15d,采用糖水试验、旷场实验、PET、脑电生理、病理学观察等方法检测大鼠行为学、脑区葡萄糖代谢、脑电和海马、纹状体病理学改变,研究不同强度静磁场暴露的脑损伤效应,并探讨中强静磁场致脑损伤的强度效应和时间效应关系。2.以DAT为靶点的脑损伤机制研究:采用免疫印迹、ELISA、免疫组织化学等方法检测全脑组织DA含量以及DR2、DAT、HK1和PFK1的表达和海马、纹状体区域DR2和DAT的表达。选用MN9D细胞以200mT静磁场暴露,暴露时间15、30和60min,分别于暴露后30、60min、6、12、24和48h应用MTT法、ELISA法、免疫印迹等方法检测细胞增殖活力、细胞内外DA含量、DAT、DR2、HK1、PFK1的表达。实验结果1.中强静磁场暴露可致大鼠行为学及生理和病理改变1.1中强静磁场暴露致使大鼠自发行为和探索能力降低:200mT静磁场暴露第10d开始,H组大鼠运动总路程、中央路程、周边路程、爬壁站立次数明显减少,暴露终止后15d,H组大鼠各项指标与C组比较,无明显差异。1.2中强静磁场暴露致大鼠出现抑郁症状:200mT静磁场暴露30d,H组大鼠糖水偏爱指数明显降低,暴露终止后7d,H组大鼠糖水偏爱指数与C比较无明显差异。1.3中强静磁场暴露可致大鼠脑区葡萄糖代谢改变:H组大鼠暴露1h,各脑区葡萄糖代谢增强,暴露第5d,各脑区葡萄糖代谢减弱,其中顶叶、海马和纹状体区域与暴露前比显着减弱。M组和L组大鼠脑区葡萄糖代谢变化也呈先增高后降低再增高的趋势,无统计学差异。1.4中强静磁场暴露可致大鼠脑电发生改变:中强静磁场暴露第5d开始,三个暴露组大鼠脑电δ波增多,出现了更多的高幅慢波,M组和H组更为显着。暴露第15d,M组和H组大鼠β波和θ波相对功率值显着降低,暴露第10、15d,H组δ波相对功率值功率显着升高,重心频率F各组均降低,其中H组降低最为显着。1.5中强静磁场暴露可致大鼠海马、纹状体组织病理学改变:中强静磁场暴露第15d,各暴露组海马和纹状体均出现不同程度的神经元核固缩深染,细胞水肿,血管周间隙轻度增宽,且呈强度依赖性。2.中强静磁场暴露致DA能系统和脑区葡萄糖代谢关键酶的改变2.1中强静磁场暴露可致脑组织和MN9D细胞DA含量改变:大鼠脑组织DA含量变化:暴露第10d,H组明显增加,暴露第15d,M组和H组显着增加。细胞内DA含量变化:暴露终止后30min,15min组显着增加,60min组显着降低;暴露终止后60min,60min组显着降低。细胞外液DA含量变化:暴露终止后30和60min,15min组显着降低,60min组显着升高。2.2中强静磁场暴露致脑组织和MN9D细胞DAT和DR2表达发生改变:(1)免疫印迹结果示中强静磁场暴露第15d,M和H组大鼠脑组织DAT表达显着升高。暴露第5d,H组大鼠脑组织DR2表达显着降低;暴露第10d,M和H组显着降低;暴露第15d,各暴露组均显着降低。(2)免疫组化结果示中强静磁场暴露第5、10和15d,H组纹状体DAT表达显着升高。暴露第10d,M组和H组纹状DR2表达显着降低,暴露第15d,各暴露组DR2表达均显着降低。暴露第10d,M组和H组海马DAT表达显着升高,暴露第15d,各暴露组DAT表达均显着升高。暴露第15d,各暴露组组大鼠海马DR2表达均显着降低。(3)200mT静磁场暴露MN9D细胞,暴露终止后60min,15min组和60min组DAT表达显着升高。2.3中强静磁场暴露可致脑组织和MN9D细胞HK1和PFK1表达发生改变:(1)中强静磁场暴露第5和10d,H组大鼠脑组织HK1表达显着降低;暴露第15d,各暴露组HK1表达均显着降低。暴露第5d、10d,M组和H组大鼠脑组织PKF1表达显着降低;暴露第15d,各暴露组PFK1表达均显着降低。(2)200mT静磁场暴露MN9D细胞:暴露终止后30和60min,30min组和60min组HK1和PFK1表达均显着降低。结论1.中强静磁场暴露可致大鼠脑损伤,表现磁场暴露后为大鼠出现焦虑、抑郁,脑区葡萄糖代谢先升高后降低;脑电异常表现为兴奋性降低;海马、纹状体发生病理改变,上述改变具有强度和时间依赖性,强度越大改变越显着,葡萄糖代谢改变最早出现,其后脑电出现异常,继而发生病理变化和行为学改变,暴露终止后一定时间可恢复。2.中强静磁场暴露可使脑组织及多巴胺能神经元DAT、DR2表达改变,进而致DA含量改变,使DA能系统功能异常,为中强静磁场暴露致抑郁发生的机制之一;此外,中强静磁场暴露可使脑组织及多巴胺能神经元HK1和PFK1表达减少,引起葡萄糖代谢变化,上述改变为中强静磁场暴露致脑损伤机制之一。

王龙龙[2](2017)在《工频磁场对大鼠工作记忆神经电信号的影响》文中研究表明随着我国电力事业的快速发展,工频电磁场在日常生活和工作环境中的暴露范围越来越广,暴露强度也越来越强。目前多项研究表明,职业性极低频磁场暴露与脑认知功能障碍(如:阿尔茨海默症等)发生的概率有一定相关性,这使得研究电磁场对脑认知功能的影响成为了21世纪的热点。而工作记忆不但是脑认知功能的重要体现,还是反映神经系统功能的重要指标。近年来兴起的在体多通道记录技术,可以通过植入式多通道微电极阵列,长期地采集和记录大鼠执行工作记忆任务时的神经电信号。通过在体多通道记录技术,可以实现从电信号的角度开展了工频磁场暴露对大鼠工作记忆影响的研究。本文基于在体多通道记录技术,从电信号的角度研究了工频磁场暴露对成年SD(Sprague-Dawley)大鼠脑认知功能的影响,主要研究工作包括以下几个方面:1.制备大鼠工频磁场暴露模型并植入多通道微电极阵列,依据暴露时间的不同,将实验组的大鼠分批进行工频磁场暴露,得到模型组大鼠;通过外科手术,将植入式多通道微电极阵列植入到各组大鼠的前额叶皮层,采集大鼠前额叶脑区的神经电信号。2.进行大鼠T迷宫训练,统计行为学正确率,在大鼠学会的基础上执行工作记忆任务,同时通过在体多通道记录系统,对大鼠前额叶皮层的神经电信号进行采集记录,从而获得大鼠执行脑认知活动时的局部场电位(Local Field Potential,LFPs)信号。3.采用时频转换的方法分析大鼠的LFPs信号,对比分析大鼠的单通道、θ频带(4-12Hz)、γ频带(30-100Hz)和16通道的能量峰值变化和趋势变化,结果发现,工频磁场长期暴露对大鼠工作记忆LFPs的信号峰值变化和趋势变化没有显着影响,但加强了LFPs信号中θ频带和γ频带的活动强度。本文基于在体多通道记录技术,采用时频转换的方法,分析了工频磁场长期暴露对大鼠执行工作记忆任务神经电信号的影响,发现工频磁场长期作用会加强大鼠LFPs信号θ频带和γ频带的活动强度,结合行为学统计结果分析后,发现工频磁场长期作用会对大鼠的脑认知功能产生负面影响。

李松[3](2016)在《基于rTMS的大脑信息存储过程关联脑区的EEG研究》文中研究说明工作记忆(Working Memory, WM)是大脑在执行认知任务过程中对信息进行暂时贮存和加工的资源有限记忆系统,可以分为信息编码、信息保持、决策判断等几个功能。其中,大脑信息的保持完全是大脑内活动,不涉及外部信息输入。研究记忆保持阶段的脑部活动,可以揭示信息传递所涉及的脑区以及脑区间协同作用的情况。本研究使用重复性经颅磁刺激(Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation, rTMS)干预关键脑区的方法,结合脑电图(Electroencephalography, EEG)采集受试者脑电信号,通过提取相关频段脑电信号的能量和相位等特征量,研究大脑信息保持阶段的所涉及的脑区活动以及脑区间的连接情况;比较左右脑区的脑活动,重点关注任务脑侧顶叶皮质活动情况;探讨rTMS刺激在“信息保持”阶段对脑侧顶叶的作用。本研究中,首先为了确定与“信息保持”有关的脑区,采用了不同记忆负荷的实验范式,在确定与“信息保持”有关的脑区后,再次使用不同记忆负荷的实验范式,在“信息保持”阶段对每个受试者的相关脑区实施rTMS刺激,研究rTMS对于大脑“信息保持”的脑活动影响。行为学数据分析结果表明:在无rTMS作用时,随着记忆负荷的增加,准确率有所下降,同时反应时间也明显增加。在有rTMS和作用时,反应时间比伪rTMS下明显缩短。脑电数据分析结果表明:随着记忆负荷的增加,θ波段功率谱能量增加的区域主要前额叶和顶叶脑区,α波段功率谱能量下降主要在左侧顶叶区域;并且随着记忆负荷的增加,θ波段事件相关同步化现象越来越明显,从左侧前额叶和顶叶向右侧扩展,α波段则出现事件相关去同步化越来越明显现象,去同步化范围同样从左侧前额叶和顶叶向右侧扩展;随着记忆负荷的增加,两个波段的信号在前额叶和顶叶之间的相位同步性有所增强。在真实rTMS刺激下,顶叶皮质脑区变化更加明显;两个波段的信号均反映左侧顶叶与左侧前额叶之间的连接性增强,同时左右侧顶叶之间的连接性也出现增强;前额叶和顶叶的节点度、网络的平均集群系数以及中介中心性分析结果也表明了rTMS作用下左侧顶叶和前额叶之间的连接效果增强。结论:1.左侧前额叶和顶叶是参与工作记忆“信息保持”阶段的关键脑区,rTMS在大脑“信息保持”阶段作用于顶叶皮质使脑活动更加¨活跃;2.随着记忆负荷的增加,右侧脑区逐渐参与到“信息保持”脑活动中,提示可能存在一种右侧脑区对于左侧脑区的补偿机制,随着记忆负荷的增加,这种补偿机制越来越明显;3.随着记忆负荷的增加,左侧前额叶和顶叶两个脑区之间的联系也在增强,顶叶与前额叶在rTMS作用下连接性更加明显,并且顶叶更多起到了信息发送的作用,提示可能是rTMS的作用激活顶叶皮质,并通过顶叶皮质的信息传递间接激活前额叶皮质,对工作记忆“信息保持”效率起到积极的作用。

吴璟[4](2003)在《高压输电线电磁环境模拟系统及其生物效应研究》文中研究表明近年来,高压输电线因工业生产和生活中的大量用电,而广泛分布于人口密集的城市中。随着输送电压的不断提高,输电线下工频电磁场对周围居民健康的影响,及与生物体的相互作用,已引起人们广泛关注。本文介绍了目前工频电磁场生物效应领域的研究现状;总结归纳了流行病学调查和相关生物医学效应研究的成果,并对工频电磁场的非热效应机理作了阐述;实地测量了110kV和220kV高压输电线下电磁场场强的大小与分布,并对理论模拟值和实际测量值进行比较。在此基础上,围绕对大样本动物辐照实验的要求,搭建了可调式模拟实验系统。该系统包括产生均强或交变电场的高压辐照系统和输出交变磁场的磁发生系统,以能较好地反映高压输电线下居民生活空间中的电磁环境。同时,结合工频电磁场生物效应研究,对神经电生理学的实验方法学和微弱生理电信号的处理技术做了初步摸索,并进行相关的前期动物实验。本文探讨了工频电磁场辐射防护措施,辐射标准制定原则,并对如何减少输电线电磁辐射提出了若干意见。同时提出工频电磁场生物效应实验中需要注意的问题,和对后继实验的几点建议。

刘会金,罗九儒,杨宪章,李海,张琴[5](2000)在《工频强磁场中兔的行为观察和脑电图的功率谱分布》文中指出工频电磁场的生物效应正在引起人们的关注。文中对长期连续(几十天)暴露于50Hz强磁场(14~48mT)下的家兔,进行行为观察和对反映中枢神经系统活动的脑电信号,进行功率谱分布的分析。试验结果表明,工频强磁场对家兔的行为和脑电图的功率谱分布有一定影响。此项研究成果为今后进一步的研究提供了有意义的参考。

二、工频强磁场中兔的行为观察和脑电图的功率谱分布(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、工频强磁场中兔的行为观察和脑电图的功率谱分布(论文提纲范文)

(1)静磁场脑损伤效应及以DAT为靶点的机制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
前言
    参考文献
第一部分 中强静磁场的脑损伤效应研究
    1.引言
    2.材料和方法
    3.结果
    4.讨论
    5.结论
    参考文献
第二部分 以DAT为靶点的脑损伤机制研究
    1.引言
    2.材料和方法
    3.结果
    4.讨论
    5.结论
    参考文献
全文结论
文献综述
    参考文献
代表性论着
个人简历
致谢

(2)工频磁场对大鼠工作记忆神经电信号的影响(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 电磁场对人体神经系统的影响
        1.1.2 电磁场对工作记忆的影响
        1.1.3 在体植入式神经信号多通道系统
    1.2 研究意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 流行病学的调查研究
        1.3.2 动物行为学的实验研究
        1.3.3 动物组织及神经元的研究
    1.4 本文的主要工作
第二章 电磁场生物效应理论分析
    2.1 电磁场的基本理论
    2.2 生物体的电磁特性
        2.2.1 神经元的结构特性
        2.2.2 神经信号的传导过程
        2.2.3 电磁场对神经信号传导的影响
    2.3 电磁场的生物效应
    2.4 本章小结
第三章 实验平台的设计与搭建
    3.1 实验与分析的流程图设计
    3.2 工频磁场平台的设计与搭建
    3.3 大鼠工频磁场模型的制备
    3.4 大鼠T迷宫行为学平台的设计与搭建
    3.5 本章小结
第四章 实验数据的采集记录
    4.1 多通道LFPs信号的采集记录
        4.1.1 微电极阵列植入手术
        4.1.2 大鼠工作记忆神经电信号的采集记录
    4.2 行为学正确率的统计
    4.3 本章小结
第五章 实验数据的处理与分析
    5.1 工频磁场作用对大鼠行为学结果的影响
    5.2 LFPs数据的处理与分析
        5.2.1 LFPs数据时频分布
        5.2.1.1 LFPs数据去噪处理
        5.2.1.2 LFPs数据时频变换
        5.2.2 LFPs信号的时频分析
        5.2.2.1 单通道LFP信号时频分析
        5.2.2.2 单通道θ频带时频分析
        5.2.2.3 单通道γ频带时频分析
        5.2.2.4 16通道LFPs信号时频分析
    5.3 本章小结
第六章 结论
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢

(3)基于rTMS的大脑信息存储过程关联脑区的EEG研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 工作记忆的理论模型
        1.1.1 Baddeley的多成分模型
        1.1.2 Engle的注意控制模型
        1.1.3 ACR-T模型
        1.1.4 Ericsson的长时记忆模型
    1.2 不同信息记忆系统及其功能定位模型
    1.3 工作记忆研究的实验范式
        1.3.1 延迟匹配范式(delayed matching-to-sample task)
        1.3.2 运转工作记忆范式(running working memory task)
        1.3.3 N-back工作记忆范式(n-back task)
    1.4 工作记忆的研究手段
        1.4.1 检测手段
        1.4.2 干预手段
    1.5 工作记忆“信息保持”的研究现状
        1.5.1 “信息保持”阶段的脑区EEG研究
        1.5.2 “信息保持”阶段rTMS作用于相关脑区的研究
    1.6 问题的提出
    1.7 本文研究内容与结构安排
        1.7.1 研究内容
        1.7.2 结构安排
第二章 研究方案设计
    2.1 设计建立工作记忆任务
    2.2 工作记忆过程的行为学特征评价
    2.3 工作记忆过程评价的脑电信号采集与分析
        2.3.1 脑电信号采集
        2.3.2 脑电信号分析
    2.4 精密导航定位下重复经颅磁刺激
        2.4.1 重复经颅磁刺激仪
        2.4.2 精密导航定位系统
    2.5 研究范式设计及参数设置
        2.5.1 不同记忆负荷下字母记忆范式设计
        2.5.2 rTMS调控下的字母工作记忆范式设计
    2.6 受试者的选择
    2.7 小结
第三章 工作记忆过程中脑电数据分析方法
    3.1 信号预处理
        3.1.1 干扰数据的剔除
        3.1.2 参考电极的选取
        3.1.3 带通滤波
        3.1.4 去除眨眼、肌肉抽动等对脑电的干扰
        3.1.5 去除rTMS放电干扰伪迹
    3.2 磁刺激线圈位置摆放对干扰信号的影响
    3.3 脑电信号提取
    3.4 “信息保持”阶段的脑电特征分析
        3.4.1 事件相关功率谱扰动分析
        3.4.2 能量与行为学数据关联性分析
        3.4.3 相位同步性
        3.4.4 偏定向相干性
        3.4.5 基于图论的脑网络分析
        3.4.6 头皮脑电的皮层溯源分析
    3.5 研究结果的统计学分析
        3.5.1 参数方法
        3.5.2 非参数方法
    3.6 本章小结
第四章 三种记忆负荷下大脑“信息保持”阶段的脑活动变化分析
    4.1 三种记忆负荷的行为学结果
    4.2 脑电信号频域特征分析
        4.2.1 “信息保持”阶段的能量谱分析
        4.2.2 “信息保持”阶段的事件相关功率谱扰动分析
        4.2.3 “信息保持”阶段的相位同步性分析
        4.2.4 大脑“信息保持”阶段的源定位分析
    4.3 本章小结
第五章 rTMS作用下“信息保持”阶段的脑活动变化分析
    5.1 rTMS作用下的行为学分析
    5.2 rTMS作用下的脑电信号频域特征分析
        5.2.1 rTMS作用下的事件相关谱扰动分析
        5.2.2 rTMS的能量变化与行为学数据的相关性
        5.2.3 rTMS作用下的电极间相位同步性分析
        5.2.4 基于脑网络分析的rTMS作用下脑区间信息流向的研究
        5.2.5 大脑“信息保持”阶段的源定位分析法
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
发表文章
致谢

(4)高压输电线电磁环境模拟系统及其生物效应研究(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
第一章 绪论
    §1.1研究背景
    §1.2与射频电磁场生物效应研究方法的比较
    §1.3本论文的研究内容和章节安排
第二章 工频电磁场生物效应及其机理研究
    §2.1流行病学研究
    §2.3非热效应机理
    §2.4工频电磁场诱发的感应电流和安全辐射标准
第三章 高压输电线下场强分布测量
    §3.1辐射空间的电场部分
    §3.2辐射空间的磁场部分
    §3.3测量结果分析
第四章 高压输电线下空间电磁模拟系统的搭建
    §4.1实验方案的构想
    §4.2磁系统的实现和磁路计算
    §4.3模拟系统的搭建
    §4.4总结
第五章 神经电生理实验的探索研究
    §5.1生物电和神经电生理基础理论
        §5.1.1静息电位
        §5.1.2动作电位
    §5.2神经电生理信号的实验研究
        §5.2.1脑电和脑电实验
        §5.2.2心电和心电实验
        §5.2.3肌电和肌电实验
    §5.3总结
第六章 总结
参考文献
致谢

四、工频强磁场中兔的行为观察和脑电图的功率谱分布(论文参考文献)

  • [1]静磁场脑损伤效应及以DAT为靶点的机制研究[D]. 唐硕. 军事科学院, 2018(12)
  • [2]工频磁场对大鼠工作记忆神经电信号的影响[D]. 王龙龙. 河北工业大学, 2017(01)
  • [3]基于rTMS的大脑信息存储过程关联脑区的EEG研究[D]. 李松. 北京协和医学院, 2016(01)
  • [4]高压输电线电磁环境模拟系统及其生物效应研究[D]. 吴璟. 电子科技大学, 2003(02)
  • [5]工频强磁场中兔的行为观察和脑电图的功率谱分布[J]. 刘会金,罗九儒,杨宪章,李海,张琴. 中国电力, 2000(01)

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工频强磁场中兔行为及脑电功率谱分布的观察
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