[发明专利]无线穿戴式神经信号检测装置及系统

说明书

一种无线穿戴式神经信号检测装置及系统，包括：柔性微电极阵列，能植入脑内的神经核团，用于同步检测神经电生理信号和神经电化学信号；穿戴式检测器，用于接收所述柔性微电极阵列输出的所述神经电生理信号和神经电化学信号，对所述神经电生理信号和神经电化学信号进行调理分析、模数转换、压缩，并将压缩信号通过无线方式发送。本发明有利于在研究中不约束动物的自由活动行为，可解决在动物的行为神经机制研究中长时间连续监测神经信息动物活动困难的问题。

技术领域

本发明涉及脑科学神经信息检测领域，尤其涉及一种无线穿戴式神经信号检测装置及系统。

背景技术

结合行为学开展神经环路机制研究是脑科学研究的重要方向，以睡眠为例：睡眠是在脑神经调控下的一种复杂的行为活动，能缓解疲劳、帮助清除脑细胞内的废物，通过突触重塑增强学习记忆能力等。然而，目前以失眠为表现的睡眠障碍，在全球的患病率达6-10％，且发病率日益增高，已成为涉及全人类的重要医疗卫生公共问题。失眠对人躯体和精神均可产生不利影响，可以是抑郁发作最早和最常见的症状之一，同时也是导致抑郁发生的因素之一，严重影响人类的身心健康。因此，在不约束动物行为的条件下，长时间连续监测动物脑内神经信号，对研究睡眠调节以及失眠发生的神经机制等行为脑科学研究有重要的价值和意义。

神经电传导和神经递质释放传导是大脑神经元用来完成各种复杂的信息传递与整合功能的基本方式。递质以谷氨酸为例，它是一种兴奋性神经递质，作为时钟节律传播的信使，与睡眠的调节息息相关。然而，现有的神经电生理技术和递质检测技术等都无法完全满足在不约束动物行为的条件下，长时间连续监测动物脑内神经电和谷氨酸等递质浓度信号的需求。一方面，采用现有主流的有线连接的方式监测脑内神经信息活动，会使动物的行为受到干扰和约束，为研究带来人为干扰因素和造成诸多不便；尚缺乏能长时间同步记录神经电和递质电化学信号的无线佩戴式仪器。另一方面，传统的硅基植入式微电极阵列，因为是刚性的，会给长期检测带来困难。其一，在植入动物脑内后，容易因动物的活动等造成折断；其二，长期植入后，容易引起炎症反应等，造成脑细胞死亡，使电极被分泌物包裹和侵蚀，导致电极性能下降，其中，递质浓度检测位点的所受影响尤为明显。因此，亟需研制新型的长时间连续监测动物脑内神经信号的无线穿戴式神经信号检测系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供了一种无线穿戴式神经信号检测装置及系统，以期至少部分地解决上述提及的技术问题的其中之一。

作为本发明的一个方面，提供了一种无线穿戴式神经信号检测装置，包括：

柔性微电极阵列，能植入脑内的神经核团，用于同步检测神经电生理信号和神经电化学信号；

无线穿戴式检测器，用于接收所述柔性微电极阵列输出的所述神经电生理信号和神经电化学信号，对所述神经电生理信号和神经电化学信号进行调理分析、模数转换、压缩，并将压缩信号通过无线方式发送。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种无线穿戴式神经信号检测系统，包括：

如上述的无线穿戴式神经信号检测装置；

终端，用于通过无线方式接收所述无线穿戴式检测器发送的压缩信号，对所述压缩信号进行处理、显示、分析和存储，以得到神经化学物质含量和神经放电数据。

基于上述技术方案，本发明相较于现有技术至少具有以下有益效果的其中之一或其中一部分：

1、本发明提出的无线穿戴式神经信号检测系统，其中，柔性微电极阵列，因其具有柔性材料制成的柔性基底，能良好地长期地植入到动物脑内，植入后，不会因动物的活动等造成折断；且具有穿戴式检测器，通过无线方式发送压缩信号，适用于穿戴式，使动物的行为不受到干扰和约束，提高研究利用率；

2、柔性微电极阵列因其具有生物兼容性的保护层，不会引起导致电极失效的炎症反应等，因此，能长期植入在实验动物脑内神经核团，能同步探测神经电生理和神经电化学信号；