[发明专利]多模式神经刺激调控与同步检测系统

说明书

本公开提供一种多模式神经刺激调控与同步检测系统，包括：刺激调控子系统，用于对靶点神经元进行刺激调控，所述刺激包括电刺激，光刺激，化学刺激中至少一种；同步检测子系统，用于对所述神经元经刺激后产生的神经电生理信号和神经电化学信号进行同步检测；以及供电模块，用于为所述调控子系统及所述同步检测子系统供电；所述刺激调控子系统，包括：电调控模块，用于将电刺激作用于靶点神经元；光调控模块，用于将光刺激作用于靶点的神经元；以及化学调控模块，用于将化学药物定时、定量地作用于靶点神经元。

技术领域

本公开涉及神经信息调控检测技术相关技术领域，尤其涉及一种多模式神经刺激调控与同步检测系统。

背景技术

神经元是神经系统结构和功能的基本单位，人脑内神经元数量达10¹²个，每个神经元与其他神经元之间通过电突触和化学突触可建立约1000个联系，进而构成极其丰富而又复杂的神经网络。神经环路是脑内信息处理的“执行者”，每一次想法的进发、情绪的表达、肢体的输出都离不开其内部神经核团的协调工作。以帕金森疾病为例，其致病机理为大脑黑质病变，投射至纹状体内多巴胺能神经元数量减少，导致丘脑底核神经元过度兴奋，进而引起基底神经节功能失调，机体出现肌肉僵直、静止性震颤、行动迟缓等运动症状。近年来，科学家们利用电刺激、光刺激或化学刺激控制神经环路某一节点的“开”或“关”，对活体动物或离体脑组织的神经元进行调控，使得神经环路工作机制研究成为可能。如何有效地将这些调控手段进行整合，实现神经系统从单个神经元到特定脑区的多模式刺激调控具有重要的科学意义。

一次神经信息的传递可以简述为上级神经元发出经轴丘整合的动作电位，沿轴突进行传导，传导至轴突末梢释放神经递质，下级神经元的树突或胞体接收来自上级神经元的神经递质信息，将神经冲动沿轴突继续传导下去。因此，神经信息包括神经电生理信号和神经递质电化学信号。单一模式的信息记录易造成信息缺失、分析不全面，两种模式信息的同步记录不仅利于揭示电生理信号与电化学信号之间的相互关系，而且能够更加全面、准确地描述神经网络工作机制。

现阶段，国内外神经信息调控检测研究多采用分立式仪器进行组合，即单一模式的刺激调控仪器配合电生理信号或电化学信号检测仪器，以及电生理信号检测仪器和电化学信号检测仪器联合检测，多台分立仪器之间难以实现真正意义上的同步。然而，神经信号所蕴藏的信息变化多处于毫秒量级，刺激调控与信号检测的不同步、电生理信号与电化学信号检测的不同步势必会造成数据缺失、错位，影响调控信号与检测信号间、电生理信号和电化学信号间的相关性研究。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种多模式神经刺激调控与同步检测系统，以期解决上述提及的技术问题中的至少之一。

(二)技术方案

本公开提供一种多模式神经刺激调控与同步检测系统，包括：

刺激调控子系统，用于对靶点神经元进行刺激调控，所述刺激包括电刺激，光刺激，化学刺激中至少一种；

同步检测子系统，用于对所述神经元经刺激后产生的神经电生理信号和神经电化学信号进行同步检测；以及

供电模块，用于为所述调控子系统及所述同步检测子系统供电；

所述刺激调控子系统，包括：

电调控模块，用于将电刺激作用于靶点神经元；

光调控模块，用于将光刺激作用于靶点的神经元；以及

化学调控模块，用于将化学药物定时、定量地作用于靶点神经元；

所述同步检测子系统，包括：

神经电生理信号检测模块，用于检测经刺激后的靶点神经元的动作电位、局部场电位，获取描述神经元电特性的神经电生理信号；以及