[发明专利]智能针刺神经元网络实验平台

摘要

本发明提供一种智能针刺神经元网络实验平台，该平台包括四个组成部分：神经元模拟电路用于模拟4个生物神经元的电生理特性；化学突触模拟电路用于模拟16个化学突触的电生理特性；网络连接矩阵可实现4个神经元中任意两神经元的突触连接；上位机系统用于实现生物系统参数的设置以及实验结果的观察。其中神经元模拟电路和化学突触模拟电路所模拟的生物神经元数量以及网络连接矩阵可接入突触连接的数量均可通过多电路串接的方法扩展。本发明的有益效果是实现对生物神经系统的无动物实验以及实现基于生物启发的智能运算系统，用于研究针刺电信号的传导与作用规律。采用拓扑结构可变的网络连接矩阵，简化了对不同结构和规模的生物神经网络的研究过程。

主权项

一种智能针刺神经元网络实验平台，其特征是：该平台包括神经元模拟电路(1)、化学突触模拟电路(2)、网络连接矩阵电路(3)以及上位机系统(4)；所述神经元模拟电路(1)包括有多个相同的神经元模拟核心电路(5)，神经元模拟核心电路(5)发生多路与标准的Morris-Lecar神经元动作电位相同的电压信号，该电压信号通过导线传至化学突触模拟电路(2)，神经元模拟电路(1)的参数由上位机系统(4)以数字信号的形式发送给神经元模拟电路(1)，通过并联多个神经元模拟电路(1)的方式实现智能针刺神经元网络实验平台模拟的神经元个数的任意扩展；所述化学突触模拟电路(2)包括有四倍数相同的化学突触模拟核心电路(6)，化学突触模拟核心电路(6)产生多路与标准化学突触模型相同的突触电流信号，化学突触模拟电路(2)的参数由上位机系统(4)通过数字信号的形式发送给化学突触模拟电路(2)，化学突触模拟核心电路(6)的输出电流以神经元模拟电路(1)的神经元膜电压信号(12)作为输入，化学突触模拟电路(2)输出的化学突触电流信号(13)通过导线传至网络连接矩阵电路(3)，通过并联多个化学突触模拟电路(2)的方式并联多个化学突触模拟电路(2)的方式实现智能针刺神经元网络试验平台化学突触个数的任意扩展；所述网络连接矩阵电路(3)由光电继电器阵列(7)和网络连接矩阵电路的数字系统(10)组成，通过光电继电器阵列(7)实现四个神经元模拟核心电路(5)中任意两个之间的有向连接，所述任意两个神经元模拟核心电路(5)中的一个电路作为突触前神经元，另一电路作为突触后神经元，网络连接矩阵(3)将突触前神经元的突触电流作为外加刺激电流，通过导线连接发送给突触后神经元核心模拟电路，网络连接矩阵电路(3)实现的神经元网络的拓扑结构由上位机系统(4)以数字信号的形式发送给网络连接矩阵电路 (3)，网络连接矩阵电路(3)的规模可通过并联多个网络连接矩阵电路(3)的方式任意扩展。