[发明专利]视觉认知芯片

摘要

本发明提出了视觉认知芯片，可以观察监测黑白弱暗与彩色明亮图像，研究人的视觉认知，该芯片系统主要由五个独立的神经血管单元组成，每个神经血管单元包括上层芯片、下层芯片和中间多孔膜。下层芯片腔室底面集成电位传感器微电极阵列，用以监测有关视觉系统神经元产生的动作电位及神经元群产生的场电位，进而提取神经元网络电位传递的信息。四个矩形单元通过矩形漏斗微槽进行连接，也通过环形单元与其他芯片集成。本发明具备多细胞共培养能力，并通过多孔膜和微槽实现多细胞间的信息交流，模拟人视觉形成过程，用于研究视觉认知功能，并用以检测血视网膜/脑/神经屏障的完整性；通过不同的微纳器件集成可广泛实现相关研究与应用的信息采集与监控。

主权项

1.一种视觉认知芯片，其特征在于，所述的芯片主要包括五个各自独立但彼此紧密相关和连接并对外开放的神经血管单元，所述的五个独立的神经血管单元包括四个矩形单元A、B、C、D和一个环形单元E，两个矩形单元A、B对称设置，两个矩形单元A、B之间设有另外两个对称的矩形单元C、D，矩形单元B端部链接一个环形单元E；/n所述的每个神经血管单元均包括上层芯片、下层芯片和中间多孔膜，上层芯片中培养的细胞产生的代谢物通过中层多孔膜渗透到下层芯片，实现上下两层细胞培养体系的细胞非接触式信息交流；所述的上层芯片包括上层入口、上层腔室、上层出口，上层入口和上层出口通过上层腔室连通；所述的下层芯片包括下层入口、下层腔室、下层出口，下层入口和下层出口通过下层腔室连通；所述的五个独立单元的上层芯片腔室和下层芯片腔室之间通过中间多孔膜隔开；在芯片整体封接之后，上层腔室和下层腔室中心对齐，上层腔室大于下层腔室；/n除了矩形单元A、B之间没有直接通过矩形漏斗微槽连接，所述的矩形单元A、B、C、D的下层芯片腔室两两之间皆通过矩形漏斗微槽连接，环形单元E的下层芯片腔室有环形漏斗微槽，整个芯片通过环形单元E与其他芯片构成连接，进而组成集成芯片系统；其中，矩形漏斗微槽分布于四个矩形单元下腔室底面，环形漏斗微槽分布于环形单元下腔室底面，两种漏斗微槽用于神经元轴突的物理分离和连接，促使神经元之间进行信息传递；/n所述的下层芯片腔室的底面集成电位传感器微电极阵列，电位传感器微电极阵列用于检测神经元产生的动作电位及神经元群产生的类脑电图场电位，用于提取神经元网络电位传递的信息。/n