專利名稱：光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)的制作方法
光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其涉及一種光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)。背景技術(shù)：
中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病和精神疾病一直是威脅人類健康、困擾人類正常生活的主要疾病。目前中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病和精神疾病全球患者已逾5. 6億人，其中中國(guó)就有1.3億。多年來(lái)，人們一直在研究和嘗試許多新的治療和研究方法，卻仍然未明確這些疾病的發(fā)病機(jī)理和治療機(jī)制。隨著近幾年光遺傳學(xué)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)的出現(xiàn)和廣泛的應(yīng)用，人們對(duì)上述問(wèn)題的認(rèn)識(shí)逐漸深入，對(duì)包括帕金森癥在內(nèi)的一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病有了全新的認(rèn)識(shí)。所謂光遺傳學(xué)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)是近幾年迅速發(fā)展的一項(xiàng)整合了光學(xué)、基因工程、電生理以及電子工程的多學(xué)科交叉的生物技術(shù)。其主要原理是首先采用基因技術(shù)將光感基因轉(zhuǎn)入到神經(jīng)系統(tǒng)中特定類型的細(xì)胞中進(jìn)行表達(dá)，使其在細(xì)胞膜上形成特殊的離子通道。這些離子通道在不同波長(zhǎng)的光照刺激下會(huì)分別對(duì)陽(yáng)離子或者陰離子的通過(guò)產(chǎn)生選擇性，從而造成細(xì)胞膜兩邊的膜電位發(fā)生變化，達(dá)到對(duì)細(xì)胞選擇性地興奮或者抑制的目的。隨著光遺傳學(xué)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)的發(fā)展，人們開(kāi)始越來(lái)越多地研究動(dòng)物的特定神經(jīng)回路在光遺傳學(xué)調(diào)控下的電生理特征及其與行為學(xué)之間的聯(lián)系，從而揭示包括癲癇、精神分裂癥、自閉癥等眾多神經(jīng)系統(tǒng)和精神疾病的發(fā)病機(jī)理和治療機(jī)制。然而，傳統(tǒng)的光遺傳學(xué)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)的行為學(xué)測(cè)試主要采用的是通用的測(cè)試裝置，缺乏一種針對(duì)光遺傳學(xué)神經(jīng)調(diào)控的行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種針對(duì)光遺傳學(xué)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)設(shè)計(jì)的光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)。一種光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)，用于對(duì)測(cè)試動(dòng)物進(jìn)行行為學(xué)測(cè)試，該測(cè)試平臺(tái)包括中央控制系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、行為學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、光電檢測(cè)調(diào)控系統(tǒng)及用于固定上述系統(tǒng)的殼體裝置；所述中央控系統(tǒng)與所述環(huán)境控制系統(tǒng)、行為學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和光電檢測(cè)調(diào)控系統(tǒng)相連，用于控制所述環(huán)境控制系統(tǒng)、行為學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和光電檢測(cè)調(diào)控系統(tǒng)；所述環(huán)境控制系統(tǒng)用于控制所述測(cè)試平臺(tái)的光照、氣體環(huán)境、溫度及濕度條件；所述行為學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于對(duì)測(cè)試動(dòng)物的行為進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，并將分析結(jié)果反饋至所述中央控制系統(tǒng)；所述光電檢測(cè)調(diào)控系統(tǒng)用于對(duì)測(cè)試動(dòng)物進(jìn)行光調(diào)控和電生理信號(hào)的檢測(cè)，并將檢測(cè)得到的電生理信號(hào)反饋至所述中央控制系統(tǒng)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述環(huán)境控制系統(tǒng)包括光照系統(tǒng)和空氣循環(huán)系統(tǒng)，所述光照系統(tǒng)用于控制所述測(cè)試平臺(tái)的光照時(shí)間、光照范圍及光照強(qiáng)度，所述空氣循環(huán)系統(tǒng)用于控制所述測(cè)試平臺(tái)的氣體環(huán)境、溫度和濕度條件，所述空氣循環(huán)系統(tǒng)包括固定在所述殼體裝置上的送風(fēng)器和開(kāi)設(shè)在殼體裝置上的出風(fēng)口。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述行為學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括固定在所述殼體裝置上的攝像頭和記錄儀。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述光電檢測(cè)調(diào)控系統(tǒng)包括光調(diào)控系統(tǒng)和電極系統(tǒng)，所述光調(diào)控系統(tǒng)對(duì)測(cè)試動(dòng)物導(dǎo)入了光敏感型基因的細(xì)胞進(jìn)行光刺激調(diào)控，所述電極系統(tǒng)采集測(cè)試動(dòng)物的電生理信號(hào)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述光調(diào)控系統(tǒng)包括激光光源、光纖單元及光纖接頭；所述激光光源通過(guò)光纖接頭與所述光纖單元相連，向所述光纖單元發(fā)送激光脈沖；所述光纖單元植入測(cè)試動(dòng)物體內(nèi)對(duì)導(dǎo)入了光敏感型基因的細(xì)胞進(jìn)行光刺激調(diào)控。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述電極系統(tǒng)包括電生理信號(hào)記錄系統(tǒng)、電極接頭及電極單元；所述電極單元植入測(cè)試動(dòng)物體內(nèi)采集植入部位的電生理信號(hào)；所述電生理信號(hào)記錄系統(tǒng)通過(guò)所述電極接頭與所述電極單元相連，接收電極單元采集的電生理信號(hào)并反饋至所述中央控制系統(tǒng)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述光纖接頭與所述電極接頭固定在一起形成光電接頭。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述光纖單元包括至少一個(gè)光纖，所述電極單元包括至少一個(gè)電極，所述光纖單元與所述電極單元組成光電極陣列，所述光纖單元和所述電極單元通過(guò)所述光電極陣列植入至測(cè)試動(dòng)物體內(nèi)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，還包括用于向測(cè)試動(dòng)物體內(nèi)注入光敏感型基因或?qū)嶒?yàn)藥物的藥物緩釋系統(tǒng)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述藥物緩釋系統(tǒng)通過(guò)微流導(dǎo)管植入測(cè)試動(dòng)物體內(nèi)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述微流導(dǎo)管與所述光電極陣列固定在一起植入測(cè)試動(dòng)物體內(nèi)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，還包括遠(yuǎn)程生理監(jiān)控系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程生理監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)植入測(cè)試動(dòng)物體內(nèi)的植入子對(duì)測(cè)試動(dòng)物的生理參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述殼體裝置包括至少一面由透明材料構(gòu)成的方體外殼及設(shè)在所述外殼內(nèi)的食水槽及供測(cè)試動(dòng)物活動(dòng)的網(wǎng)狀底板。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述方形外殼內(nèi)部或外周設(shè)有用于屏蔽電磁信號(hào)的屏蔽網(wǎng)。通過(guò)將光遺傳學(xué)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)和電生理、行為學(xué)測(cè)試等結(jié)合起來(lái)，建立了一套標(biāo)準(zhǔn)化和集成化的用于測(cè)試動(dòng)物光遺傳學(xué)調(diào)控的行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)，通過(guò)該平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)在一定的環(huán)境內(nèi)對(duì)測(cè)試動(dòng)物進(jìn)行光遺傳學(xué)調(diào)控和行為學(xué)記錄，有助于理解動(dòng)物光遺傳學(xué)調(diào)控和行為學(xué)之間的關(guān)系，滿足對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)和精神疾病的發(fā)病機(jī)制和治療機(jī)制研究的需求。

圖1為一實(shí)施方式的光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)的系統(tǒng)模塊圖；圖2為圖1光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)的示意圖。
具體實(shí)施方式下面主要結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。如圖1和圖2所示，一優(yōu)選實(shí)施方式的光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)100主要用于對(duì)測(cè)試動(dòng)物800進(jìn)行行為學(xué)測(cè)試，其包括中央控制系統(tǒng)110、環(huán)境控制系統(tǒng)120、行為學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)130、光電檢測(cè)調(diào)控系統(tǒng)140、藥物緩釋系統(tǒng)150、遠(yuǎn)程生理監(jiān)控系統(tǒng)160及用于固定上述系統(tǒng)(除遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)160)的殼體裝置170。測(cè)試動(dòng)物800優(yōu)選嚙齒內(nèi)動(dòng)物， 如小白鼠等。中央控制系統(tǒng)110與環(huán)境控制系統(tǒng)120、行為學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)130、光電檢測(cè)調(diào)控系統(tǒng) 140及藥物緩釋系統(tǒng)150相連，用于對(duì)環(huán)境控制系統(tǒng)120、行為學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)130、光電檢測(cè)調(diào)控系統(tǒng)140及藥物緩釋系統(tǒng)150進(jìn)行綜合控制，并接收相應(yīng)系統(tǒng)的反饋信息。環(huán)境控制系統(tǒng)120包括光照系統(tǒng)122和空氣循環(huán)系統(tǒng)124。其中，光照系統(tǒng)122用于控制測(cè)試平臺(tái)100的光照時(shí)間、光照范圍及光照強(qiáng)度等條件，包括光照控制裝置222和光源224，如圖2所示。光照控制裝置222與光源2M相連，用于控制光源的發(fā)光時(shí)間、光照角度及光照強(qiáng)度等。光源2M可以為白熾燈光源、LED光源或其他節(jié)能光源等。光照控制裝置 222還可以通過(guò)控制光源224的顏色，研究不同色光對(duì)測(cè)試動(dòng)物800神經(jīng)系統(tǒng)的影響。空氣循環(huán)系統(tǒng)1 用于控制測(cè)試平臺(tái)100的氣體環(huán)境、溫度和濕度條件，包括固定在殼體裝置 170上的循環(huán)控制裝置M2、送風(fēng)器244和開(kāi)設(shè)在殼體裝置170上的出風(fēng)口 M6。優(yōu)選的，可以在殼體裝置170內(nèi)外設(shè)置溫度檢測(cè)裝置，對(duì)殼體裝置170內(nèi)外的溫度條件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)， 溫度檢測(cè)裝置再通過(guò)與中央控制系統(tǒng)110相連，將相關(guān)溫度信息傳輸給中央控制系統(tǒng)110， 調(diào)動(dòng)進(jìn)一步的調(diào)控操作。行為學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)130包括固定在殼體裝置170上的攝像頭132和記錄儀134。攝像頭132可以為通用攝像頭，通過(guò)多角度的對(duì)測(cè)試動(dòng)物800的行為進(jìn)行拍攝記錄，研究測(cè)試動(dòng)物800的行為變化。攝像頭132與記錄儀134相連，將拍攝記錄的結(jié)果傳輸至所述記錄儀134中。記錄儀134再與中央控制系統(tǒng)110相連，將記錄結(jié)果傳輸給中央控制系統(tǒng)110， 并接收中央控制系統(tǒng)110的調(diào)控指令。光電檢測(cè)調(diào)控系統(tǒng)140包括光調(diào)控系統(tǒng)142和電極系統(tǒng)144。其中，光調(diào)控系統(tǒng) 142用于對(duì)測(cè)試動(dòng)物800導(dǎo)入了光敏感型基因的細(xì)胞進(jìn)行光刺激調(diào)控；電極系統(tǒng)144采集測(cè)試動(dòng)物800的電生理信號(hào)，如，電極植入至光敏感型細(xì)胞周圍，通過(guò)光照刺激，電極系統(tǒng)采集光照刺激前后光敏感型細(xì)胞周圍的電生理信號(hào)的變化，從而對(duì)光照刺激的效果進(jìn)行進(jìn)一步的評(píng)測(cè)提供依據(jù)。采集的電生理信號(hào)可以為單細(xì)胞的放電或局部場(chǎng)電位信號(hào)等。光調(diào)控系統(tǒng)142包括激光光源422、光纖接頭似4及光纖單元426。激光光源422 通過(guò)光纖接頭4M與光纖單元4 相連，向光纖單元4 發(fā)送激光脈沖。光纖單元4 植入測(cè)試動(dòng)物800體內(nèi)對(duì)導(dǎo)入了光敏感型基因的細(xì)胞進(jìn)行光刺激調(diào)控。電極系統(tǒng)144包括電生理信號(hào)記錄系統(tǒng)442、電極接頭444及電極單元446。電極單元446植入測(cè)試動(dòng)物800的體內(nèi)采集植入部位的電生理信號(hào)。電生理信號(hào)記錄系統(tǒng)442 通過(guò)電極接頭444與電極單元446相連，接收電極單元446采集的電生理信號(hào)并反饋至中央控制系統(tǒng)110。 本實(shí)施方式的光纖接頭4 與電極接頭444固定在一起形成光電接頭450。激光光源422和電生理信號(hào)記錄系統(tǒng)442通過(guò)光電接頭450分別與光纖單元似6和電極單元446 相連接。優(yōu)選的，光纖單元4 包括至少一個(gè)光纖，電極單元446包括至少一個(gè)電極。本實(shí)施方式的光纖單元似6與電極單元446組成光電極陣列460，光纖單元似6和電極單元446 通過(guò)光電極陣列460植入至測(cè)試動(dòng)物800的體內(nèi)。
藥物緩釋系統(tǒng)150用于向測(cè)試動(dòng)物800的體內(nèi)注入光敏感型基因，或者注入實(shí)驗(yàn)藥物等試劑。光敏感型基因通過(guò)特異的啟動(dòng)子轉(zhuǎn)入到相關(guān)回路的神經(jīng)元內(nèi)并表達(dá)。光敏感型的目的基因包括興奮型通道蛋白基因和抑制型通道蛋白基因，其中，興奮型通道蛋白基因如ChR2、ChETA、VChRl或SFOs中等，抑制型通道蛋白基因如NpHR、Arch或MAC等。當(dāng)對(duì)植入部位的目標(biāo)神經(jīng)元進(jìn)行光照刺激時(shí)，可以引起導(dǎo)入光敏感基因的神經(jīng)元的興奮或抑制，通過(guò)相關(guān)神經(jīng)元的興奮或者抑制來(lái)調(diào)控神經(jīng)回路，從而對(duì)植入部位進(jìn)行光調(diào)控。由于光照刺激只對(duì)導(dǎo)入光敏感基因的神經(jīng)元細(xì)胞起作用，因此，光調(diào)控具有較高的時(shí)空分辨率。藥物緩釋系統(tǒng)150主要通過(guò)微流導(dǎo)管152植入到測(cè)試動(dòng)物800的體內(nèi)。微流導(dǎo)管 152為硬質(zhì)的管狀結(jié)構(gòu)，其組成可以為聚四氟乙烯、聚酰亞胺、特氟龍等塑料材質(zhì)或者不銹鋼、鉬、鉬銥合金、金等金屬材質(zhì)。本實(shí)施方式的微流導(dǎo)管152與光電極陣列460固定在一起植入測(cè)試動(dòng)物800的體內(nèi)。優(yōu)選的，可以用導(dǎo)線470引導(dǎo)光纖單元426、電極單元446和微流導(dǎo)管152，將光纖單元426、電極單元446和微流導(dǎo)管152 —起植入至測(cè)試動(dòng)物800的體內(nèi)，如可以為測(cè)試動(dòng)物800的頭顱、脊椎等位置。光纖單元426、電極單元446和微流導(dǎo)管 152固定在一起植入，可以避免在進(jìn)行行為學(xué)測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試動(dòng)物800轉(zhuǎn)身或者移動(dòng)時(shí)電線和光纖纏繞的問(wèn)題。在其他優(yōu)選的實(shí)施方式中，光敏感型基因也可以通過(guò)靶向定位技術(shù)微量注射后在測(cè)試動(dòng)物800體內(nèi)的特定區(qū)域表達(dá)，在這種情況下，該測(cè)試平臺(tái)100可以不設(shè)置藥物緩釋系統(tǒng)150，或者藥物緩釋系統(tǒng)150專門作為抗炎性藥物或者神經(jīng)生長(zhǎng)因子等藥物的緩釋載體， 幫助研究特定條件下的動(dòng)物行為學(xué)變化。遠(yuǎn)程生理監(jiān)控系統(tǒng)160通過(guò)植入測(cè)試動(dòng)物800體內(nèi)的植入子對(duì)測(cè)試動(dòng)物800的生理參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。如可以對(duì)測(cè)試動(dòng)物800的血壓、血糖、心跳等生理參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。遠(yuǎn)程監(jiān)控可以通過(guò)有線或無(wú)線的方式進(jìn)行，通過(guò)無(wú)線方式進(jìn)行的，可移動(dòng)性較強(qiáng)，監(jiān)控操作方便。如圖2所示，本實(shí)施方式的殼體裝置170為方體形狀，包括上下底面、前后面和兩側(cè)面。前后面由透明材料制作，便于觀察。兩側(cè)面開(kāi)設(shè)有條狀的出風(fēng)口對(duì)6。環(huán)境控制系統(tǒng) 120、行為學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)130、光電檢測(cè)調(diào)控系統(tǒng)140、藥物緩釋系統(tǒng)150設(shè)置在方形外殼的上底面。殼體裝置170的內(nèi)部設(shè)有用于供水和食物的食水槽172、以及供測(cè)試動(dòng)物800活動(dòng)的網(wǎng)狀底板174。網(wǎng)狀底板174為鏤空結(jié)構(gòu)，方便將測(cè)試動(dòng)物800的排泄物落入測(cè)試平臺(tái)100 的下方的空間中，便于打掃和排泄物的收集。在具體實(shí)施過(guò)程中，該測(cè)試平臺(tái)100可以與礦場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、多臂迷宮、水迷宮等裝置相結(jié)合，進(jìn)行相應(yīng)的行為學(xué)實(shí)驗(yàn)。為了方便行為學(xué)觀察，該測(cè)試平臺(tái)100的殼體裝置170可以為全玻璃結(jié)構(gòu)，或者正面為玻璃，其它幾面為金屬或者塑料結(jié)構(gòu)，并且在整個(gè)測(cè)試平臺(tái)100 的外面可以加入屏蔽網(wǎng)屏蔽外界的干擾，保證電生理測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。通過(guò)將光遺傳學(xué)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)和電生理、行為學(xué)測(cè)試等結(jié)合起來(lái)，建立了一套標(biāo)準(zhǔn)化和集成化的用于測(cè)試動(dòng)物光遺傳學(xué)調(diào)控的行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)100，通過(guò)該平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)在一定的環(huán)境內(nèi)對(duì)測(cè)試動(dòng)物進(jìn)行光遺傳學(xué)調(diào)控和行為學(xué)記錄，有助于理解動(dòng)物光遺傳學(xué)調(diào)控和行為學(xué)之間的關(guān)系，滿足對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)和精神疾病的發(fā)病機(jī)制和治療機(jī)制研究的需求。 該測(cè)試平臺(tái)100結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精巧，可以為測(cè)試動(dòng)物800提供較為穩(wěn)定獨(dú)特的測(cè)試環(huán)境。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)，用于對(duì)測(cè)試動(dòng)物進(jìn)行行為學(xué)測(cè)試，其特征在于，包括中央控制系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、行為學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、光電檢測(cè)調(diào)控系統(tǒng)及用于固定上述系統(tǒng)的殼體裝置；所述中央控系統(tǒng)與所述環(huán)境控制系統(tǒng)、行為學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和光電檢測(cè)調(diào)控系統(tǒng)相連，用于控制所述環(huán)境控制系統(tǒng)、行為學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和光電檢測(cè)調(diào)控系統(tǒng)；所述環(huán)境控制系統(tǒng)用于控制所述測(cè)試平臺(tái)的光照、氣體環(huán)境、溫度及濕度條件；所述行為學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于對(duì)測(cè)試動(dòng)物的行為進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，并將分析結(jié)果反饋至所述中央控制系統(tǒng)；所述光電檢測(cè)調(diào)控系統(tǒng)用于對(duì)測(cè)試動(dòng)物進(jìn)行光調(diào)控和電生理信號(hào)的檢測(cè)，并將檢測(cè)得到的電生理信號(hào)反饋至所述中央控制系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述環(huán)境控制系統(tǒng)包括光照系統(tǒng)和空氣循環(huán)系統(tǒng)，所述光照系統(tǒng)用于控制所述測(cè)試平臺(tái)的光照時(shí)間、光照范圍及光照強(qiáng)度，所述空氣循環(huán)系統(tǒng)用于控制所述測(cè)試平臺(tái)的氣體環(huán)境、溫度和濕度條件，所述空氣循環(huán)系統(tǒng)包括固定在所述殼體裝置上的送風(fēng)器和開(kāi)設(shè)在殼體裝置上的出風(fēng)口。
3.如權(quán)利要求1所述的光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述行為學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括固定在所述殼體裝置上的攝像頭和記錄儀。
4.如權(quán)利要求1所述的光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述光電檢測(cè)調(diào)控系統(tǒng)包括光調(diào)控系統(tǒng)和電極系統(tǒng)，所述光調(diào)控系統(tǒng)對(duì)測(cè)試動(dòng)物導(dǎo)入了光敏感型基因的細(xì)胞進(jìn)行光刺激調(diào)控，所述電極系統(tǒng)采集測(cè)試動(dòng)物的電生理信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述光調(diào)控系統(tǒng)包括激光光源、光纖單元及光纖接頭；所述激光光源通過(guò)光纖接頭與所述光纖單元相連，向所述光纖單元發(fā)送激光脈沖；所述光纖單元植入測(cè)試動(dòng)物體內(nèi)對(duì)導(dǎo)入了光敏感型基因的細(xì)胞進(jìn)行光刺激調(diào)控。
6.如權(quán)利要求5所述的光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述電極系統(tǒng)包括電生理信號(hào)記錄系統(tǒng)、電極接頭及電極單元；所述電極單元植入測(cè)試動(dòng)物體內(nèi)采集植入部位的電生理信號(hào)；所述電生理信號(hào)記錄系統(tǒng)通過(guò)所述電極接頭與所述電極單元相連，接收電極單元采集的電生理信號(hào)并反饋至所述中央控制系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求6所述的光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述光纖接頭與所述電極接頭固定在一起形成光電接頭。
8.如權(quán)利要求7所述的光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述光纖單元包括至少一個(gè)光纖，所述電極單元包括至少一個(gè)電極，所述光纖單元與所述電極單元組成光電極陣列，所述光纖單元和所述電極單元通過(guò)所述光電極陣列植入至測(cè)試動(dòng)物體內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，還包括用于向測(cè)試動(dòng)物體內(nèi)注入光敏感型基因或?qū)嶒?yàn)藥物的藥物緩釋系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求9所述的光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述藥物緩釋系統(tǒng)通過(guò)微流導(dǎo)管植入測(cè)試動(dòng)物體內(nèi)。
11.如權(quán)利要求10所述的光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述微流導(dǎo)管與所述光電極陣列固定在一起植入測(cè)試動(dòng)物體內(nèi)。
12.如權(quán)利要求1或11所述的光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，還包括遠(yuǎn)程生理監(jiān)控系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程生理監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)植入測(cè)試動(dòng)物體內(nèi)的植入子對(duì)測(cè)試動(dòng)物的生理參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。
13.如權(quán)利要求1或11所述的光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述殼體裝置包括至少一面由透明材料構(gòu)成的方體外殼及設(shè)在所述外殼內(nèi)的食水槽及供測(cè)試動(dòng)物活動(dòng)的網(wǎng)狀底板。
14.如權(quán)利要求13所述的光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述方形外殼內(nèi)部或外周設(shè)有用于屏蔽電磁信號(hào)的屏蔽網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光遺傳學(xué)調(diào)控的動(dòng)物行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)，用于對(duì)測(cè)試動(dòng)物進(jìn)行行為學(xué)測(cè)試，該測(cè)試平臺(tái)包括中央控制系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、行為學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、光電檢測(cè)調(diào)控系統(tǒng)及用于固定上述系統(tǒng)的殼體裝置。通過(guò)將光遺傳學(xué)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)和電生理、行為學(xué)測(cè)試等結(jié)合起來(lái)，建立了一套標(biāo)準(zhǔn)化和集成化的用于測(cè)試動(dòng)物光遺傳學(xué)調(diào)控的行為學(xué)測(cè)試平臺(tái)，通過(guò)該平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)在一定的環(huán)境內(nèi)對(duì)測(cè)試動(dòng)物進(jìn)行光遺傳學(xué)調(diào)控和行為學(xué)記錄，有助于理解動(dòng)物光遺傳學(xué)調(diào)控和行為學(xué)之間的關(guān)系，滿足對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)和精神疾病的發(fā)病機(jī)制和治療機(jī)制研究的需求。
文檔編號(hào)A61B5/04GK102283137SQ201110246779
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者王立平, 蔚鵬飛, 魯藝 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院