用于光遺傳的光纖旋轉(zhuǎn)連接器的設(shè)計.pdf

1、腦科學(xué)是目前最熱門的研究領(lǐng)域之一，美國和歐盟已經(jīng)相繼投入巨資來開展龐大的腦科學(xué)研究計劃。我國的腦計劃也在醞釀中，未來腦科學(xué)研究必將飛速發(fā)展，其中光遺傳學(xué)技術(shù)是腦科學(xué)研究中的重要技術(shù)之一。光遺傳學(xué)技術(shù)是將光學(xué)和遺傳學(xué)有機(jī)結(jié)合的一門技術(shù)，是通過將光纖插入到大腦特定部位，通過不同波長或頻率的光刺激光敏感通道蛋白來控制神經(jīng)元的活動及功能，從而達(dá)到調(diào)控動物行為的目的。用光遺傳學(xué)技術(shù)研究動物的行為時，光纖中光傳導(dǎo)的有效性至關(guān)重要。因為動物的活動會使

2、光纖發(fā)生纏繞，產(chǎn)生的扭矩會直接阻礙小鼠活動或者損壞光纖，導(dǎo)致實驗的失敗。
　　為了解決這一難題，目前最常用的方法是在激光器與動物之間加上一個旋轉(zhuǎn)的裝置。這個裝置一般是用連接器來實現(xiàn)的，即光纖旋轉(zhuǎn)連接器。國際上用于光遺傳實驗的光纖旋轉(zhuǎn)連接器，雖然效果很好，但是價格昂貴；國內(nèi)的光纖旋轉(zhuǎn)連接器大部分都是用于光通信領(lǐng)域，不能有效的用于光遺傳學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。為了填補國內(nèi)光遺傳旋轉(zhuǎn)連接器的空白，本文設(shè)計了一個能較好運用到光遺傳實驗的光纖旋轉(zhuǎn)連接器

3、。
　　本文初步實現(xiàn)了可調(diào)式光纖旋轉(zhuǎn)連接器高效的運用于光遺傳學(xué)實驗。本裝置利用軸承和外圍的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成了可調(diào)式光纖旋轉(zhuǎn)連接器。實驗者可以方便的將光纖跳線接到光纖旋轉(zhuǎn)連接器的兩端，一端固定，另一端與動物連接器的活動端連接，在動物的自由活動過程中可自由旋轉(zhuǎn)，而不會引起光纖的纏繞，從而有效的保證了光纖的傳輸效率和穩(wěn)定性。雖然實驗過程會產(chǎn)生一定的光傳輸功率損耗，但是光功率損耗是在實驗可接受的范圍內(nèi)，裝置制作成本卻得到極大的降低，從而能夠促