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一种片上脑光刺激系统与信号处理方法技术方案

技术编号:45972135 阅读:9 留言:0更新日期:2025-08-01 18:37
本发明专利技术公开了一种片上脑光刺激系统与信号处理方法。本发明专利技术的系统采用光源模块发出的光束经过准直模块进行准直,将入射光束通过准直系统传输至数字微镜器件,通过控制多个微镜单元的偏转,生成图案化的神经光遗传刺激图像,并通过显微镜光路将该图像投射到片上脑上进行光遗传刺激,利用图像采集模块实现实时观察,并通过多电极阵列的电极记录二维片上脑神经电信号,将实时记录下的信号进行时域和频域以及动力学分析。实现针对二维片上脑的光遗传刺激与电信号记录的实时同步。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及神经科学和光遗传,具体来说涉及一种片上脑光刺激系统与信号处理方法


技术介绍

1、大脑是人体最复杂且重要的器官,对大脑神经活动的研究和调控在神经科学、医学等领域具有极其重要的意义。脑光刺激技术作为一种新兴的神经调控手段,通过光信号对大脑神经元进行精确刺激,为研究大脑功能和治疗神经系统疾病提供了新的途径。

2、随着微纳技术的不断发展,片上系统在生物医学领域的应用日益广泛。将脑光刺激与片上系统相结合,实现二维片上脑光刺激以及信号处理,能够提高脑光刺激的精度和效率,同时实现对大脑神经电信号的实时采集和处理,为深入研究大脑神经活动机制提供更有力的工具。

3、传统的脑光刺激设备通常采用宏观的光源和光路系统,难以实现对大脑内部神经元群体的高分辨率、精准刺激。现有光刺激系统的刺激模式和参数调整相对固定,难以根据不同的实验需求和大脑神经活动的动态变化进行实时、灵活的调整。

4、同时,现有的大脑神经电信号采集技术在精度上存在不足,难以捕捉到微弱的神经电信号或光信号。大脑神经电信号具有高频率、高维度的特点,现有信号处理方法往往本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种片上脑光刺激系统,其特征在于,包括光源模块、准直模块、微投影模块、显微镜模块、微投影驱动模块、图像采集模块、电生理记录模块、刺激和反馈记录模块、数据处理模块;

2.根据权利要求1所述的片上脑光刺激系统,其特征在于,所述刺激和反馈记录模块通过LabVIEW软件控制数据采集卡同时输出两路TTL信号,一路TTL信号传递到电子快门,通过电子快门的开闭实现微投影驱动模块的开关;另一路TTL信号传递至刺激和反馈记录模块。

3.根据权利要求1所述的片上脑光刺激系统,其特征在于,所述光源模块包括电连接的控制器和光源,所述控制器用于调节光源的开关状态和输出强度。

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【技术特征摘要】

1.一种片上脑光刺激系统,其特征在于,包括光源模块、准直模块、微投影模块、显微镜模块、微投影驱动模块、图像采集模块、电生理记录模块、刺激和反馈记录模块、数据处理模块;

2.根据权利要求1所述的片上脑光刺激系统,其特征在于,所述刺激和反馈记录模块通过labview软件控制数据采集卡同时输出两路ttl信号,一路ttl信号传递到电子快门,通过电子快门的开闭实现微投影驱动模块的开关;另一路ttl信号传递至刺激和反馈记录模块。

3.根据权利要求1所述的片上脑光刺激系统,其特征在于,所述光源模块包括电连接的控制器和光源,所述控制器用于调节光源的开关状态和输出强度。

4.根据权利要求1所述的片上脑光刺激系统,其特征在于,准直模块包括调节装置和安装在调节装置上的准直透镜,所以调节装置用于调节准直透镜的位置,所述准直透镜包括两个平凸透镜,用于将入射光束调整为平行光束,实现光束的准直。

5.根据权利要求1所述的片上脑光刺激系统,其特征在于,微投影模块包括数字微镜器件和透镜,所述数字微镜器件包含多个微镜单元,每一个所述微镜单元通过电信号进行独立...

【专利技术属性】
技术研发人员:邵文威李晓红张凯欢王润轩陈翀丁洁琼乔冠吉马志云明东
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:

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