基于光解籠鎖的神經(jīng)刺激系統(tǒng)研制及其實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目前較成熟的神經(jīng)細(xì)胞刺激方法有兩種，一種是基于體外微電極陣列(MEA)電刺激技術(shù)，它具有兩個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn):第一點(diǎn)是它是表面接觸式的，不會(huì)給細(xì)胞造成機(jī)械傷害;第二點(diǎn)是它的信號獲取和刺激可以在不同位點(diǎn)上同時(shí)進(jìn)行。然而，這種方法也有缺陷，它無法控制電刺激在介質(zhì)中的傳播，從而也就無法實(shí)現(xiàn)精確的刺激。另一種是光解籠鎖技術(shù)，相比基于MEA的電刺激法，它最大的優(yōu)勢在于可以精確控制刺激區(qū)域和刺激時(shí)間。目前的光解籠鎖技術(shù)主要是單點(diǎn)刺激，無法實(shí)現(xiàn)多模式刺激，

2、在空間分辨率和時(shí)間分辨率上都還需提高。
　　基于此，本論文提出了一種基于光解籠鎖的陣列式神經(jīng)刺激系統(tǒng)，以彌補(bǔ)電刺激法刺激不可控與傳統(tǒng)光刺激法刺激模式單一的缺點(diǎn)。本論文首先介紹研究背景和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，目前在多模式光刺激系統(tǒng)這一塊國內(nèi)外還處于空白狀態(tài)。其次進(jìn)行陣列式光學(xué)神經(jīng)刺激系統(tǒng)核心器件的選擇，通過對比振鏡與微透鏡器件(DMD)的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇DMD作為本系統(tǒng)核心控制器件。然后闡述陣列式光解籠鎖神經(jīng)刺激系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，運(yùn)用ZEMA

3、X軟件仿真微光源聚焦光路系統(tǒng)，完成聚焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)。接著完成多模式刺激的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，通過刺激系統(tǒng)可以得到任意的光斑刺激模式。最后，運(yùn)用本系統(tǒng)進(jìn)行光解籠鎖預(yù)實(shí)驗(yàn)，初步研究了籠鎖谷氨酸的重要影響因素，為下一步神經(jīng)細(xì)胞刺激實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)。
　　本論文完成了一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)多種刺激模式的陣列式神經(jīng)刺激系統(tǒng)，填補(bǔ)了國內(nèi)外在光解籠鎖研究領(lǐng)域中的空白。通過本系統(tǒng)可以得到一個(gè)4×4光斑陣列，利用DMD可以實(shí)現(xiàn)光斑陣列內(nèi)的任意刺激模式，實(shí)現(xiàn)對神經(jīng)細(xì)胞的多模式