第7章

跳級成功的喜悅尚未完全褪去,林深和蘇玥便迎來了大學生涯的重要裏程碑——通過江教授的推薦,成功進入空海科技大學“神經信號與記憶工程”核心實驗室實習。這是學校最頂尖的科研實驗室之一,配備了全球領先的神經信號模擬設備、高精度傳感器研發平台和全息實驗調試系統,無數關於記憶科學的前沿研究都誕生於此。

第一次走進實驗室的那天,林深的手心微微出汗。透過透明的能量隔離門,他看到實驗室內部整齊排列着銀白色的實驗台,台面上的智能儀器閃爍着淡藍色的微光;牆面嵌入了巨大的全息顯示屏,實時滾動着各類實驗數據;幾位穿着白色實驗服的科研人員正圍繞着一台復雜的設備討論,偶爾作全息界面調整參數,整個空間彌漫着嚴謹而專注的科研氛圍。

“歡迎你們加入實驗室。”負責指導他們的李研究員迎了上來,他是江教授的得意門生,主攻神經信號捕捉技術,前的工作牌上印着“高級科研助理 李哲”。李哲笑着遞給兩人兩套合身的白色實驗服,“作爲實習生,你們的第一個任務是設計並搭建一套簡易神經信號捕捉裝置,目標是能初步捕捉到模擬海馬體的神經放電信號。這個任務看似基礎,卻能檢驗你們的跨學科應用能力,爲後續參與核心打下基礎。”

蘇玥接過實驗服,眼神裏滿是興奮:“謝謝李老師,我們一定會認真完成任務!”林深也鄭重點頭,指尖不自覺地摩挲着口袋裏的金屬吊墜——父母的技術手冊裏,曾多次提及神經信號捕捉裝置的核心原理,如今終於有機會親手實踐,他心中既有期待,也有一絲緊張。

進入實驗室後,李哲先帶着兩人熟悉了各類設備:能模擬不同腦區神經活動的“神經信號模擬器”、精度達到納米級的“超導傳感器”、可實時分析信號數據的“全息調試終端”……每一件設備都讓兩人大開眼界。“這些設備的作規範都在全息手冊裏,你們先熟悉三天,然後提交實驗方案,方案通過後再開始搭建裝置。”李哲叮囑道,“記住,實驗室的每一項作都要嚴謹,數據記錄必須精準,科研容不得半點馬虎。”

接下來的三天,林深和蘇玥完全沉浸在設備學習中。他們每天早早來到實驗室,對照全息手冊反復練習設備作,記錄下各類設備的參數範圍和使用注意事項。林深重點研究神經信號模擬器的工作原理,通過調整參數,模擬出不同強度、不同頻率的神經放電信號,熟悉記憶相關神經信號的特征;蘇玥則專注於超導傳感器和全息調試終端的作,研究如何優化傳感器的信號接收效率,以及如何通過調試終端實時分析信號數據。

“我發現,模擬海馬體的神經信號時,頻率在10-30Hz之間的信號,更接近真實的記憶編碼信號。”第四天一早,林深將整理好的信號特征分析報告遞給蘇玥,“我們的捕捉裝置,需要重點針對這個頻率範圍的信號進行優化,才能提高捕捉精度。”

蘇玥接過報告,結合自己的設備研究成果,快速梳理出實驗方案的核心框架:“我同意。裝置可以分爲三個模塊——信號采集模塊、信號放大模塊和信號分析模塊。采集模塊用超導傳感器,重點優化針對10-30Hz信號的接收靈敏度;放大模塊采用低噪聲運算放大器,避免放大信號的同時引入擾;分析模塊通過全息調試終端,實時顯示並分析捕捉到的信號。”

兩人分工明確:林深負責設計信號采集模塊的結構,結合神經科學知識確定傳感器的擺放位置和采集參數;蘇玥負責設計信號放大模塊的電路,並編寫信號分析模塊的基礎程序。方案提交給李哲後,很快得到了認可:“思路清晰,模塊劃分合理,考慮到了信號特征與設備性能的匹配性。不過要注意,低噪聲運算放大器的參數調試是關鍵,稍有不慎就會影響信號質量。”

正式開始搭建裝置後,兩人每天都泡在實驗室裏。林深先據設計方案,在智能實驗台上固定好超導傳感器,通過全息定位系統調整傳感器的角度和高度,確保能精準對準神經信號模擬器的模擬輸出端。這個過程需要極高的耐心,哪怕偏差0.1毫米,都可能導致信號捕捉失敗。林深反復調試了幾十次,直到傳感器的定位誤差控制在0.05毫米以內,才滿意地停下。

蘇玥則專注於電路搭建。她在絕緣電路板上,小心翼翼地焊接電阻、電容、運算放大器等元件,每一個焊點都要精準牢固。“運算放大器的增益參數設置爲40dB比較合適,既能將微弱的神經信號放大到可檢測範圍,又不會導致信號失真。”蘇玥一邊焊接,一邊和林深溝通,“我已經編寫好了基礎的信號分析程序,能實時顯示信號的頻率和振幅。”

裝置搭建完成的那天,兩人都難掩興奮。林深啓動神經信號模擬器,調整參數模擬出海馬體的記憶相關神經信號;蘇玥打開全息調試終端,啓動信號分析程序,然後輕輕按下裝置的啓動按鈕。然而,全息屏幕上卻只顯示出雜亂無章的擾信號,沒有任何符合預期的神經信號波形。

“怎麼會這樣?”蘇玥皺起眉,語氣裏滿是困惑,“我們的方案明明很合理,搭建過程也沒有出錯啊。”林深沒有慌亂,而是冷靜地說:“別着急,我們一步步排查問題。先檢查傳感器的采集參數,再檢查放大模塊的電路,最後看看是不是存在外部擾。”

兩人先重新調整了傳感器的采集參數,將接收靈敏度調到最高,再次啓動裝置,結果依舊不理想。接着,他們拆解了信號放大模塊的電路,仔細檢查每一個元件和焊點,發現運算放大器的一個引腳焊接不夠牢固,導致信號傳輸不穩定。蘇玥立刻重新焊接,確保焊點牢固可靠。

再次啓動裝置,全息屏幕上終於出現了微弱的信號波形,但波形依舊不夠清晰,存在明顯的擾雜波。“應該是外部擾導致的。”林深觀察着波形,分析道,“實驗室裏其他設備的運行,可能會產生電磁擾,影響神經信號的捕捉。”

爲了排除擾,他們在裝置周圍搭建了一層小型的電磁屏蔽罩。這是一種由特殊導電材料制成的屏蔽裝置,能有效阻擋外部電磁信號的擾。搭建完成後,他們再次進行實驗——這一次,全息屏幕上的信號波形清晰了許多,能隱約看到10-30Hz的頻率峰值,但信號的穩定性依舊不足,波形時不時會出現波動。

“還是有問題。”蘇玥調出信號分析數據,眉頭緊鎖,“信號的信噪比只有15dB,遠低於理想的30dB,這樣的信號質量無法用於後續的記憶解碼研究。”林深陷入了沉思,他想起父母技術手冊裏提到的:“神經信號捕捉的核心難點,在於如何在復雜環境中分離有效信號與擾信號。”

“或許我們可以在信號采集模塊增加一個濾波電路。”林深突然開口,“通過濾波電路,過濾掉10Hz以下和30Hz以上的擾信號,只保留我們需要的頻率範圍的信號,這樣能提高信噪比。”蘇玥眼前一亮:“這個思路可行!我之前只關注了放大模塊,忽略了濾波的重要性。我們可以采用有源濾波電路,濾波效果更好。”

兩人立刻調整方案,在信號采集模塊和放大模塊之間增加了有源濾波電路。蘇玥重新設計電路,焊接元件;林深則調整傳感器的采集參數,與濾波電路的參數相匹配。這一次,他們更加謹慎,每一個步驟都反復核對,確保沒有任何疏漏。

當兩人再次啓動裝置時,實驗室裏的空氣仿佛都變得緊張起來。神經信號模擬器平穩運行,捕捉裝置的指示燈正常閃爍,全息屏幕上緩緩浮現出信號波形——這一次,波形清晰而穩定,頻率精準地集中在10-30Hz之間,信噪比達到了28dB,無限接近理想值。

“成功了?”蘇玥的聲音帶着一絲顫抖,眼睛緊緊盯着屏幕。林深剛要點頭,卻發現波形突然開始波動,隨後逐漸變得雜亂,最終又恢復成了擾信號。“怎麼回事?”兩人同時愣住,剛剛的喜悅瞬間被沮喪取代。

他們反復啓動裝置,發現信號只能穩定捕捉3-5秒,之後就會出現波動甚至消失。“可能是濾波電路的穩定性不足。”蘇玥拆解了濾波電路,仔細檢查後發現,其中一個電容的性能不穩定,導致濾波效果時好時壞。“這種普通電容的穩定性不夠,無法滿足長期實驗的需求。”李哲恰好路過,看到他們的困境,給出了建議,“你們可以嚐試使用2120年隕星材料制成的特種電容,這種電容的穩定性和抗擾能力都遠超普通電容。”

然而,特種電容是實驗室的核心材料,僅用於核心科研,實習生無法直接使用。李哲表示,需要他們提交詳細的材料申請報告,說明使用理由和預期效果,經過教授團審批後才能領用。“審批流程至少需要一周時間。”林深看着手中的普通電容,心裏有些失落,“我們的實習任務期限只有兩周,恐怕來不及了。”

接下來的幾天,兩人嚐試了各種方法優化普通電容的穩定性,比如調整電路參數、增加散熱裝置,但效果都不理想。裝置始終無法長期穩定地捕捉神經信號,最終的實驗結果未能達到預期目標。實習任務期限結束時,林深和蘇玥向李哲提交了實驗報告,詳細記錄了方案設計、裝置搭建、問題排查和優化過程,以及最終未能成功的原因。

“雖然你們的裝置沒有最終成功,但我對你們的表現很滿意。”李哲看完報告,笑着說,“你們在實驗過程中,展現了扎實的專業知識和出色的協作能力,能夠發現問題並積極嚐試解決,這正是科研所需要的品質。更重要的是,你們積累了神經信號捕捉裝置設計與搭建的基礎經驗,這比實驗結果本身更有價值。”

李哲的話讓兩人重拾信心。林深看着實驗台上的捕捉裝置,雖然未能成功,但每一個零件都凝聚着他們的心血,每一次調試都讓他對神經信號捕捉技術有了更深的理解。“這次實驗讓我明白,理論知識與實踐作之間還有很大的差距。”林深感慨道,“比如濾波電路的設計,課本上只講了原理,實際應用中卻要考慮電容穩定性、外部擾等很多細節。”

蘇玥也點頭認同:“我也收獲很大。之前設計算法時,我只關注理論性能,這次實驗讓我意識到,算法要和硬件設備緊密匹配,才能發揮最佳效果。而且,和林深的協作也讓我學會了從神經科學的角度思考問題,不再局限於算法本身。”

離開實驗室時,夕陽透過窗戶灑在實驗台上,將捕捉裝置的影子拉得很長。林深和蘇玥並肩走着,雖然實驗未能成功,但兩人的眼神裏都充滿了堅定。“這次的失敗,讓我們找到了很多改進方向。”蘇玥側過頭,看向林深,“等我們拿到特種電容,再重新優化裝置,一定能成功捕捉到穩定的神經信號。”

“好。”林深點點頭,心中的目標更加清晰,“而且,這次實驗積累的經驗,也能爲我們後續研發記憶保留技術打下基礎。神經信號捕捉是記憶提取的第一步,我們必須把這一步走扎實。”

實驗室的初體驗,雖然以“未成功”告終,卻讓林深和蘇玥真正接觸到了科研的本質——在不斷嚐試、不斷失敗、不斷優化中前進。他們積累的基礎實驗經驗,如同黑暗中的微光,照亮了後續的科研之路。而兩人在協作中愈發深厚的默契,也讓他們更加堅信,只要攜手同行,就沒有攻克不了的難關。神經信號捕捉的雛形雖未圓滿,但屬於他們的科研探索,才剛剛進入更深入的階段。

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