[实用新型]一种小型化生物神经信号采集及运动操控装置

说明书

本实用新型公开了一种小型化生物神经信号采集及运动操控装置，包括脑电信号采集单元，用于完成相应指令及数据交互的核心处理单元，位置信息采集单元，无线数据传输单元和控制信号注入单元，所述的核心处理单元包括存储器、主处理器芯片和缓存器，所述的位置信息采集单元的输出端连接主处理器芯片的输入端，主处理器芯片的输出端分别与存储器、缓存器、脑电信号采集单元、无线数据传输单元和控制信号注入单元的输入端连接。本实用新型通过在生物清醒、自由状态下对其神经信号进行采集分析、并对其运动行为进行实时调控，能够有助于分析研究生物运动决策过程中的神经机制，有助于人们更好的理解大脑信息处理机制，同时也为脑科学与仿生科学等领域提供了新的方向。

技术领域

本实用新型涉及技术领域，尤其涉及一种小型化生物神经信号采集及运动操控装置。

背景技术

目前，生物的大脑同样包含很多区域，不同的区域能够负责不同的生理功能，或者是多个区域共同工作对某一项生理机能进行调控。这些生理功能的实现或生理机能的调节，都需要通过神经系统进行信息传递。比如，大脑的高效工作就是通过脑神经系统内的神经元之间进行信息传递来实现的。神经元细胞的细胞膜存在内外电位差，外界刺激会打破神经元的静息状态，该神经元也会将信息传递给其他神经元。因此，通过对神经元电压变化的测量能够有效分析大脑的神经运行机制。局部场电位信号是一种信息量大且抗干扰能力强的脑电信号，也是基于电信号的神经活动研究的主要切入点。针对生物的神经信号采集，同样是针对生物脑神经相关区域的局部场电位信号，研究采集方案和技术实现途径。

对生物脑神经的相关区域位置施加电信号进行刺激，可实现对生物某些运动行为的控制。通过外加电信号来实现生物运动操控的研究工作中，已取得一定成果的方案是生物深脑电刺激。现有的动物的神脑电刺激大多采用恒定电压刺激和单向脉冲刺激。但是在生物不同状态下，生物体同一区域的阻抗特性是不同的，不同生物个体之间的阻抗特性差异也很大。如果采用恒压刺激的方式，可能出现施加同等电压后生物体内实际的电流强度不同，从而导致生物组织兴奋程度不一样。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种小型化生物神经信号采集及运动操控装置，能够对生物进行双向恒流脉冲刺激，效果更明显，且准确性和可靠性更高，从而避免生物个体差异及状态差异造成的生物组织兴奋程度不同，更便于生物数据采集准确度。

本实用新型采用的技术方案为：

一种小型化生物神经信号采集及运动操控装置，包括用于完成脑电信号采集及直流分量移除的脑电信号采集单元，用于完成相应指令及数据交互的核心处理单元，用于完成GPS/北斗卫星定位数据的接收及位置信息解算功能的位置信息采集单元，用于完成数据的无线发送，后台指令接收，以及无线通信状态上报等功能的无线数据传输单元和用于完成生物运动操控电信号的生成，并在主处理单元控制下持续向指定生物神经器官的指定位置注入信号的控制信号注入单元，所述的核心处理单元包括存储器、主处理器芯片和缓存器，所述的位置信息采集单元的输出端连接主处理器芯片的输入端，主处理器芯片的输出端分别与存储器、缓存器、脑电信号采集单元、无线数据传输单元和控制信号注入单元的输入端连接。

所述的脑电信号采集主要由Intan RHD2132芯片及其外围接口电路组成。

所述的位置信息采集单元由Ublox卫星定位芯片及其外围电路组成。

所述的无线传输单元由XBee_Pro 900HP模块、天线及外围接口电路组成。

所述的控制信号注入单元包括430架构单片机芯片，430架构单片机芯片与核心处理单元之间使用UART接口进行通信。