本發(fā)明涉及腦電監(jiān)測，特別是一種光遺傳控制裝置。

背景技術(shù)：

1、腦電信號是大腦活動的一種直接反映，通過監(jiān)測這些信號，可以對大腦的健康狀況進行評估，并為相關(guān)疾病的診斷和治療提供重要信息。跟大腦相關(guān)疾病的治療其中一種方式是光遺傳治療，光遺傳學(xué)是通過將光敏蛋白引入神經(jīng)細胞，利用光信號控制特定神經(jīng)細胞的活動。光敏蛋白在光照射下會發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，從而改變細胞膜的離子通道，引發(fā)神經(jīng)信號的傳遞。目前并沒有一種能夠?qū)⒛X電信號監(jiān)測與光遺傳治療很好結(jié)合起來的裝置，目前光遺傳裝置不存在時間響應(yīng)能力，只能持續(xù)的開或者關(guān)，不能對腦電信號做出響應(yīng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明所要解決的問題在于如何在光遺傳裝置中對腦電信號做出實時的響應(yīng)，實現(xiàn)光遺傳技術(shù)的時間分辨。

3、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種光遺傳控制裝置，其包括，采集單元，包括感應(yīng)電極和第一放大器，所述感應(yīng)電極用于監(jiān)測腦電信號；所述感應(yīng)電極的正極與所述第一放大器的同向輸入端相連，負極接地；電平信號發(fā)生器，其輸入端與所述第一放大器的輸出端相連，用于將所述第一放大器的輸出信號轉(zhuǎn)換為高低電平信號；輸出單元，其包括發(fā)光二極管和晶體管，所述晶體管設(shè)置在所述發(fā)光二極管的導(dǎo)通回路上，所述晶體管的柵極與所述電平信號發(fā)生器的輸出端相連。

4、作為本發(fā)明所述光遺傳控制裝置的一種優(yōu)選方案，其中：所述采集單元還包括第一電阻和第二電阻，所述第一電阻的第一端接地，第二端與所述第一放大器的反向輸入端相連；所述第二電阻的第一端與所述第一放大器的電源相連，第二端與所述第二電阻的第二端以及所述第一放大器的反向輸入端相連。

5、作為本發(fā)明所述光遺傳控制裝置的一種優(yōu)選方案，其中：在所述采集單元與所述電平信號發(fā)生器之間還設(shè)置有電壓跟隨電路，所述電壓跟隨電路的輸入端與所述第一放大器的輸出端相連，所述電壓跟隨電路的輸出端與所述電平信號發(fā)生器的輸入端相連。

6、作為本發(fā)明所述光遺傳控制裝置的一種優(yōu)選方案，其中：在所述采集單元與所述電平信號發(fā)生器之間還設(shè)置有第二放大器和第三電阻，所述第二放大器的同向輸入端與所述第一放大器的輸出端相連，所述第二放大器的輸出端與所述電平信號發(fā)生器的輸入端相連；所述第三電阻的第一端與所述第二放大器的反向輸入端相連，第二端與所述第二放大器的輸出端相連。

7、作為本發(fā)明所述光遺傳控制裝置的一種優(yōu)選方案，其中：所述電平信號發(fā)生器為方波發(fā)生器。

8、作為本發(fā)明所述光遺傳控制裝置的一種優(yōu)選方案，其中：所述電平信號發(fā)生器為微控制器。

9、作為本發(fā)明所述光遺傳控制裝置的一種優(yōu)選方案，其中：所述電平信號發(fā)生器包括ne555定時器芯片和外圍充放電電路。

10、作為本發(fā)明所述光遺傳控制裝置的一種優(yōu)選方案，其中：所述電平信號發(fā)生器包括ne555定時器芯片和第一電容、第二電容、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一二極管以及第二二極管；所述第一電容的正極與所述ne555定時器芯片的觸發(fā)輸入引腳、閾值輸入引腳、所述第一二極管的正極以及所述第二二極管的負極相連，所述第一電容負極接地；所述第二電容的正極與所述ne555定時器芯片的電壓控制輸入引腳相連，負極接地；所述第四電阻的第一端與電源相連，第二端分別與所述第五電阻和所述第六電阻的第一端相連；所述第五電阻和所述第六電阻第二端分別與所述第一二極管的負極以及所述第二二極管的正極相連。

11、作為本發(fā)明所述光遺傳控制裝置的一種優(yōu)選方案，其中：所述發(fā)光二極管的正極連接有電源，負極與所述晶體管的源極相連；所述晶體管的漏極接地，柵極與所述電平信號發(fā)生器的輸出端相連。

12、作為本發(fā)明所述光遺傳控制裝置的一種優(yōu)選方案，其中：所述輸出單元還包括第七電阻和第八電阻，所述第七電阻的第一端與所述電平信號發(fā)生器的輸出端相連，第二端與所述晶體管的柵極相連；所述第八電阻的第一端與所述第七電阻的第二端以及所述晶體管的柵極相連，第二端接地。

13、本發(fā)明有益效果為：本發(fā)明通過采集單元、電平信號發(fā)生器以及輸出單元不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對腦電信號的實時監(jiān)測，還能夠?qū)Ξa(chǎn)生異常腦電信號的大腦進行光遺傳治療。

技術(shù)特征：

1.一種光遺傳控制裝置，其特征在于：包括，

2.如權(quán)利要求1所述的光遺傳控制裝置，其特征在于：所述采集單元(100)還包括第一電阻(r1)和第二電阻(r2)，所述第一電阻(r1)的第一端接地，第二端與所述第一放大器(102)的反向輸入端相連；所述第二電阻(r2)的第一端與所述第一放大器(102)的電源相連，第二端與所述第二電阻(r2)的第二端以及所述第一放大器(102)的反向輸入端相連。

3.如權(quán)利要求1所述的光遺傳控制裝置，其特征在于：在所述采集單元(100)與所述電平信號發(fā)生器(200)之間還設(shè)置有電壓跟隨電路(400)，所述電壓跟隨電路(400)的輸入端與所述第一放大器(102)的輸出端相連，所述電壓跟隨電路(400)的輸出端與所述電平信號發(fā)生器(200)的輸入端相連。

4.如權(quán)利要求1所述的光遺傳控制裝置，其特征在于：在所述采集單元(100)與所述電平信號發(fā)生器(200)之間還設(shè)置有第二放大器(401)和第三電阻(r3)，所述第二放大器(401)的同向輸入端與所述第一放大器(102)的輸出端相連，所述第二放大器(401)的輸出端與所述電平信號發(fā)生器(200)的輸入端相連；所述第三電阻(r3)的第一端與所述第二放大器(401)的反向輸入端相連，第二端與所述第二放大器(401)的輸出端相連。

5.如權(quán)利要求1所述的光遺傳控制裝置，其特征在于：所述電平信號發(fā)生器(200)為方波發(fā)生器。

6.如權(quán)利要求1所述的光遺傳控制裝置，其特征在于：所述電平信號發(fā)生器(200)為微控制器。

7.如權(quán)利要求1所述的光遺傳控制裝置，其特征在于：所述電平信號發(fā)生器(200)包括ne555定時器芯片(201)和外圍充放電電路。

8.如權(quán)利要求1所述的光遺傳控制裝置，其特征在于：所述電平信號發(fā)生器(200)包括ne555定時器芯片(201)和第一電容(c1)、第二電容(c2)、第四電阻(r4)、第五電阻(r5)、第六電阻(r6)、第一二極管(d1)以及第二二極管(d2)；所述第一電容(c1)的正極與所述ne555定時器芯片(201)的觸發(fā)輸入引腳、閾值輸入引腳、所述第一二極管(d1)的正極以及所述第二二極管(d2)的負極相連，所述第一電容(c1)負極接地；所述第二電容(c2)的正極與所述ne555定時器芯片(201)的電壓控制輸入引腳相連，負極接地；所述第四電阻(r4)的第一端與電源相連，第二端分別與所述第五電阻(r5)和所述第六電阻(r6)的第一端相連；所述第五電阻(r5)和所述第六電阻(r6)第二端分別與所述第一二極管(d1)的負極以及所述第二二極管(d2)的正極相連。

9.如權(quán)利要求1所述的光遺傳控制裝置，其特征在于：所述發(fā)光二極管(301)的正極連接有電源，負極與所述晶體管(302)的源極相連；所述晶體管(302)的漏極接地，柵極與所述電平信號發(fā)生器(200)的輸出端相連。

10.如權(quán)利要求1所述的光遺傳控制裝置，其特征在于：所述輸出單元(300)還包括第七電阻(r7)和第八電阻(r8)，所述第七電阻(r7)的第一端與所述電平信號發(fā)生器(200)的輸出端相連，第二端與所述晶體管(302)的柵極相連；所述第八電阻(r8)的第一端與所述第七電阻(r7)的第二端以及所述晶體管(302)的柵極相連，第二端接地。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種光遺傳控制裝置，涉及腦電監(jiān)測領(lǐng)域，光遺傳控制裝置包括采集單元，包括感應(yīng)電極和第一放大器，所述感應(yīng)電極用于監(jiān)測腦電信號；所述感應(yīng)電極的正極與所述第一放大器的同向輸入端相連，負極接地；電平信號發(fā)生器，其輸入端與所述第一放大器的輸出端相連，用于將所述第一放大器的輸出信號轉(zhuǎn)換為高低電平信號；輸出單元，其包括發(fā)光二極管和晶體管，所述晶體管設(shè)置在所述發(fā)光二極管的導(dǎo)通回路上，所述晶體管的柵極與所述電平信號發(fā)生器的輸出端相連。本發(fā)明通過采集單元、電平信號發(fā)生器以及輸出單元不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對腦電信號的實時監(jiān)測，還能夠?qū)Ξa(chǎn)生異常腦電信號的大腦進行光遺傳治療。

技術(shù)研發(fā)人員：逯樂慧,劉辰
受保護的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10