[发明专利]神经微探针及其制备方法

说明书

本发明提供了一种神经微探针及其制备方法，其神经微探针包括：光波导、磁电阻传感器、平面线圈和激励电极；光波导设置在磁电阻传感器均位于设置在基底第一面上；平面线圈和激励电极均设置在基底第二面上，平面线圈一端与激励电极连接，激励电极对平面线圈施加直流或交流，平面线圈产生磁刺激或者为磁电阻传感器提供恒定或交变的偏置磁场，适用于对大脑指定脑区进行磁调控。本发明通过MEMS微加工工艺集成磁电阻传感器、光波导、微电极和微纳线圈于一体，实现磁‑光‑电调控与多模信号检测，可用于对神经系统的神经信息进行侵入性的调控与检测，在实现同步调控与检测的同时具有微型化、集成化、多功能、对组织损伤小的优点。

技术领域

本发明涉及微电子领域，尤其涉及一种神经微探针及其制备方法。

背景技术

神经调控是指通过侵入性或非侵入性技术，利用磁、光、电等物理性或化学性手段改变神经系统信号传递，调节神经元及其所在神经网络活动性，最终引起特定脑功能改变的生物医学工程技术。光刺激能在微观尺度下对神经元进行调控，磁刺激和电刺激能在介观尺度下对区域性大脑功能区进行调控，通过微观和介观尺度下不同手段的神经调控，同步记录神经电生理、磁生理和神经化学多模信号，并进行联合分析能够获得丰富全面的信息，对研究神经环路、解析脑功能，以及治疗神经系统疾病等具有重要的意义。

现有的技术手段中，由于缺乏集成光刺激、电刺激、磁刺激与神经电、磁以及化学多模信号检测于一体的工具，在实际使用时需要同时操作光刺激设备、电刺激或者磁刺激以及神经信号记录设备，对实验人员提出了很高的要求，也会使实验准备时间冗长，实验操作繁琐，降低实验效率。另外，采用多个设备联合开展实验，神经调控与信号检测同步面临挑战，而且容易造成信息的缺失。

另一方面，随着MEMS技术的不断发展，各种类型的神经微探针已被设计用于刺激和记录神经信号。然而，在同一个探针上实现磁、光和电刺激，并同步记录电、磁、化学神经多模信号的设计目前尚未有相关报道。因此，集成磁-光-电调控与多模信号检测一体化的神经微探针，对丰富神经科学研究手段、提高实验效率、增强调控与检测同步性能有重大的科学意义。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种神经微探针及其制备方法，以解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种神经微探针，包括：

光波导，设置在基底第一面上；所述光波导一端设置在所述神经微探针上，所述光波导沿所述神经微探针延伸，所述光波导另一端与光纤相连；

两个磁电阻传感器，均位于所述光波导一侧，且设置在所述基底第一面上；所述磁电阻传感器适用于检测神经磁生理信号；

平面线圈和激励电极，均设置在所述基底第二面上，所述平面线圈一端与所述激励电极连接，所述激励电极对所述平面线圈施加直流或交流，所述平面线圈产生磁刺激或者为所述磁电阻传感器提供恒定或交变的偏置磁场，适用于对大脑指定脑区进行磁调控；

所述磁电阻传感器和所述激励电极均通过引线与触点连接。

在本发明一些实施例中，还包括：

电生理电极组和电化学电极组，位于所述光波导另一侧，且设置在所述基底第一面上；所述电生理电极组、所述电化学电极组均通过引线与触点连接。

在本发明一些实施例中，所述电生理电极组包括：

电生理微电极和电生理参比电极，均位于所述光波导一侧，且设置在所述基底第一面上；所述电生理参比电极适用于在所述电生理微电极检测电生理信号或施加电刺激的过程中，提供参考电位；

所述电化学电极组包括：