用于外周神经刺激的光遗传系统技术方案

本申请公开了一种用于外周神经刺激的光遗传系统，所述系统包括：光刺激模块、终端控制模块以及上位机；所述光刺激模块包括μLED以及与所述μLED正负极连接的引线，所述光刺激模块植入所需刺激的位点，用于调控所述位点的神经元活动；所述终端控制模块包括终端电路板与电池，所述终端电路板与所述引线连接，所述电池与所述终端电路板可拆卸式连接，所述终端控制模块固定于实验体上，用于控制所述μLED；所述上位机与所述终端控制模块建立无线通信，用于输入光刺激参数作用于所述实验体，以及接收所述μLED的工作状态信息。也即，在本申请的光遗传系统使用方便，不受实验体行为限制，满足实验需求，提高了光遗传系统操作性。提高了光遗传系统操作性。提高了光遗传系统操作性。

【技术实现步骤摘要】
用于外周神经刺激的光遗传系统


[0001]本申请涉及医疗器械领域，尤其涉及一种用于外周神经刺激的光遗传系统。

技术介绍

[0002]光遗传学技术是一种具有高时空分辨率的神经环路调控技术。其借助遗传学手段，将能够对光起响应的通道蛋白表达在特定细胞中，实现通过光来激活或抑制神经元活动的目标。自2005年被斯坦福大学Karl Deisseroth实验室专利技术以来，光遗传学技术在神经环路解析、脑图谱绘制中发挥了重要作用。
[0003]在中枢神经系统中，相对固定的组织和颅骨为石英光纤的植入提供了便利，光遗传技术的应用已经十分成熟，而在外周神经中，光遗传刺激的实现则需要柔性技术以应对组织的活动。
[0004]柔性技术现有柔性光纤和迷你LED(下称μLED)两个发展方向，其中柔性光纤方案能输出更强的单色光，发热更少，但需要外接激光发射器，连接线会干扰动物活动；μLED方案可做到无线供能和信号传输，但需要在发热和光强、尺寸和质量、功能和续航等多种制约之间寻求平衡。
[0005]因此，现有的针对外周神经光刺激实验的光遗传系统，难以满足神经科学实验的需求，可操作性低。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本申请实施例提供一种用于外周神经刺激的光遗传系统，旨在解决现有的针对外周神经刺激的光遗传系统操作性低，难以满足实验需求的技术问题。
[0007]本申请实施例提供了一种用于外周神经刺激的光遗传系统，所述系统包括：光刺激模块、终端控制模块以及上位机；
[0008]所述光刺激模块包括μLED以及与所述μLED正负极连接的引线，所述光刺激模块植入所需刺激的位点，用于调控所述位点的神经元活动；
[0009]所述终端控制模块包括终端电路板与电池，所述终端电路板与所述引线连接，所述电池与所述终端电路板可拆卸式连接，所述终端控制模块固定于实验体上，用于控制所述μLED；
[0010]所述上位机与所述终端控制模块建立无线通信，用于输入光刺激参数作用于所述实验体，以及接收所述μLED的工作状态信息。
[0011]在本申请的一种可能的实施方式中，所述引线的制备过程包括：
[0012]使用金丝将所述μLED的正负极引出，并对所述金丝进行绕制处理，形成螺旋状金线；
[0013]用预备胶水封装所述μLED及其正负极引脚；
[0014]使用聚二甲基硅氧烷封装所述螺旋状金线，形成所述引线。
[0015]在本申请的一种可能的实施方式中，所述使用金丝将所述μLED的正负极引出，并
对所述金丝进行绕制处理，形成螺旋状金线的过程中，包括：
[0016]使用可溶于盐酸的金属丝与所述金丝一同绕制成螺旋状；
[0017]绕制后的金属丝与金丝放入稀盐酸中溶解，溶解掉金属丝，得到所述螺旋状金线。
[0018]在本申请的一种可能的实施方式中，所述使用聚二甲基硅氧烷封装所述螺旋状金线，形成所述引线的过程中，包括：
[0019]使用第一聚二甲基硅氧烷中涂敷于所述螺旋状金线上；
[0020]对涂敷后的所述螺旋状金线上涂敷第二聚二甲基硅氧烷，形成所述引线；
[0021]其中，所述第一聚二甲基硅氧烷的粘稠度大于所述第二聚二甲基硅氧烷。
[0022]在本申请的一种可能的实施方式中，使用金丝将所述μLED的正负极引出的步骤之后，并对所述金丝进行绕制处理，形成螺旋状金线的步骤之前，使用聚对二甲苯对所述金丝进行封装，则绕制后的所述螺旋金线上涂敷第二聚二甲基硅氧烷，形成所述引线。
[0023]在本申请的一种可能的实施方式中，所述终端电路板上设置有低功耗蓝牙芯片、无源晶振、陶瓷贴片天线，通过所述陶瓷贴片天线与所述上位机通信。
[0024]在本申请的一种可能的实施方式中，所述低功耗蓝牙芯片包括多个输出引脚，所述输出引脚与所述μLED连接，用于单独控制所述μLED的参数以及状态反馈。
[0025]在本申请的一种可能的实施方式中，所述电池与所述终端电路板之间以排针
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排母式的可拆卸连接，所述排针与所述终端电路板连接，所述排母与所述电池连接。
[0026]在本申请的一种可能的实施方式中，当所述电池与所述终端电路板独立安装时，所述电池与所述终端电路板之间以软质导线式的可拆卸连接，所述软质导线的两端分别与所述电池与所述终端电路板连接。
[0027]在本申请的一种可能的实施方式中，所述光刺激模块植入所需刺激的位点，用于调控所述位点的神经元活动的过程中，根据所述位点的形态，选取所述形态对应固定材料，所述固定材料包括自卷曲材料、组织胶。
[0028]本申请提供一种用于外周神经刺激的光遗传系统，所述系统包括：光刺激模块、终端控制模块以及上位机；所述光刺激模块包括μLED以及与所述μLED正负极连接的引线，所述光刺激模块植入所需刺激的位点，用于调控所述位点的神经元活动；所述终端控制模块包括终端电路板与电池，所述终端电路板与所述引线连接，所述电池与所述终端电路板可拆卸式连接，所述终端控制模块固定于实验体上，用于控制所述μLED；所述上位机与所述终端控制模块建立无线通信，用于输入光刺激参数作用于所述实验体，以及接收所述μLED的工作状态信息。也即，在本申请中，由光刺激模块、终端控制模块以及上位机构成的用于外周神经刺激的光遗传系统中，通过终端控制模块控制μLED并反馈其工作状态，且终端控制模块与上位机无线通信，通过上位机能够实现实验体的光遗传学实验控制，实时获取相关信息。同时，终端控制模块通过电池插接即可工作，使用方便，不受实验体行为限制，满足实验需求，提高了光遗传系统操作性。
附图说明
[0029]图1为本申请用于外周神经刺激的光遗传系统的架构示意图；
[0030]图2为本申请用于外周神经刺激的光遗传系统的终端控制模块的结构示意图；
[0031]图3为本申请用于外周神经刺激的光遗传系统的μLED及其引线的封装示意图。
具体实施方式
[0032]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0033]本申请实施例提供一种用于外周神经刺激的光遗传系统，在本申请用于外周神经刺激的光遗传系统的一实施例中，参照图1，所述系统包括：光刺激模块10、终端控制模块20以及上位机30。
[0034]作为一种示例，所述光刺激模块包括μLED11以及与所述μLED正负极连接的引线12，所述光刺激模块植入所需刺激的位点，用于调控所述位点的神经元活动。
[0035]其中，μLED是指迷你LED。通过向实验体植入微型μLED对位点进行光刺激，以调控所述位点的神经元活动，这对光遗传学的实验尤为重要。
[0036]需要说明的是，所需刺激的位点是指用于测试环境中外周光刺激的实验体上的刺激点。需要说明的是，实验体可以是自由活动的动物。
[0037]作为一种示例，所述终端控制模块20包括终端电路板21与电池22，所述终端电路板21与所述引线12连接，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于外周神经刺激的光遗传系统，其特征在于，所述系统包括：光刺激模块、终端控制模块以及上位机；所述光刺激模块包括μLED以及与所述μLED正负极连接的引线，所述光刺激模块植入所需刺激的位点，用于调控所述位点的神经元活动；所述终端控制模块包括终端电路板与电池，所述终端电路板与所述引线连接，所述电池与所述终端电路板可拆卸式连接，所述终端控制模块固定于实验体上，用于控制所述μLED；所述上位机与所述终端控制模块建立无线通信，用于输入光刺激参数作用于所述实验体，以及接收所述μLED的工作状态信息。2.如权利要求1所述的用于外周神经刺激的光遗传系统，其特征在于，所述引线的制备过程包括：使用金丝将所述μLED的正负极引出，并对所述金丝进行绕制处理，形成螺旋状金线；用预备胶水封装所述μLED及其正负极引脚；使用聚二甲基硅氧烷封装所述螺旋状金线，形成所述引线。3.如权利要求2所述的用于外周神经刺激的光遗传系统，其特征在于，所述使用金丝将所述μLED的正负极引出，并对所述金丝进行绕制处理，形成螺旋状金线的过程中，包括：使用可溶于盐酸的金属丝与所述金丝一同绕制成螺旋状；绕制后的金属丝与金丝放入稀盐酸中溶解，溶解掉金属丝，得到所述螺旋状金线。4.如权利要求2所述的用于外周神经刺激的光遗传系统，其特征在于，所述使用聚二甲基硅氧烷封装所述螺旋状金线，形成所述引线的过程中，包括：使用第一聚二甲基硅氧烷中涂敷于所述螺旋状金线上；对涂敷后的所述螺旋状金线上涂敷第二聚二甲基硅氧烷，形成所述引线；其中，所述第一聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴歌，曹燚，鲁艺，钟成，孙重阳，蒋路遥，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：