基于光解籠鎖的神經(jīng)刺激系統(tǒng)研制及其實驗研究.pdf

1、目前較成熟的神經(jīng)細胞刺激方法有兩種，一種是基于體外微電極陣列(MEA)電刺激技術，它具有兩個明顯的優(yōu)點:第一點是它是表面接觸式的，不會給細胞造成機械傷害;第二點是它的信號獲取和刺激可以在不同位點上同時進行。然而，這種方法也有缺陷，它無法控制電刺激在介質中的傳播，從而也就無法實現(xiàn)精確的刺激。另一種是光解籠鎖技術，相比基于MEA的電刺激法，它最大的優(yōu)勢在于可以精確控制刺激區(qū)域和刺激時間。目前的光解籠鎖技術主要是單點刺激，無法實現(xiàn)多模式刺激，

2、在空間分辨率和時間分辨率上都還需提高。
　　基于此，本論文提出了一種基于光解籠鎖的陣列式神經(jīng)刺激系統(tǒng)，以彌補電刺激法刺激不可控與傳統(tǒng)光刺激法刺激模式單一的缺點。本論文首先介紹研究背景和國內外研究現(xiàn)狀，目前在多模式光刺激系統(tǒng)這一塊國內外還處于空白狀態(tài)。其次進行陣列式光學神經(jīng)刺激系統(tǒng)核心器件的選擇，通過對比振鏡與微透鏡器件(DMD)的優(yōu)缺點，選擇DMD作為本系統(tǒng)核心控制器件。然后闡述陣列式光解籠鎖神經(jīng)刺激系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，運用ZEMA

3、X軟件仿真微光源聚焦光路系統(tǒng)，完成聚焦系統(tǒng)設計。接著完成多模式刺激的設計與實現(xiàn)，通過刺激系統(tǒng)可以得到任意的光斑刺激模式。最后，運用本系統(tǒng)進行光解籠鎖預實驗，初步研究了籠鎖谷氨酸的重要影響因素，為下一步神經(jīng)細胞刺激實驗打好基礎。
　　本論文完成了一個可以實現(xiàn)多種刺激模式的陣列式神經(jīng)刺激系統(tǒng)，填補了國內外在光解籠鎖研究領域中的空白。通過本系統(tǒng)可以得到一個4×4光斑陣列，利用DMD可以實現(xiàn)光斑陣列內的任意刺激模式，實現(xiàn)對神經(jīng)細胞的多模式