技術(shù)領(lǐng)域?????????

本發(fā)明涉及一種神經(jīng)細(xì)胞紫外光刺激陣列的產(chǎn)生裝置。

背景技術(shù)

目前，在對神經(jīng)活動的科學(xué)研究中，對神經(jīng)活動的控制主要通過電刺激和神經(jīng)藥理學(xué)方法等實現(xiàn)。電刺激方法通過向神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)注入電流或在神經(jīng)細(xì)胞外施加場電勢來激活神經(jīng)活動，雖然該方法時間精度非常高，但是向細(xì)胞內(nèi)注入電流是一種破壞性實驗，會對被刺激細(xì)胞產(chǎn)生不可逆的損傷，同時難以實現(xiàn)對多個細(xì)胞或多個部位的同時刺激，而細(xì)胞外場電勢刺激方法的細(xì)胞特性和空間精度很低。神經(jīng)藥理學(xué)方法向神經(jīng)細(xì)胞施加興奮性或抑制性神經(jīng)遞質(zhì)等，來激活或抑制神經(jīng)細(xì)胞的活動。由于受給藥方式和藥物擴(kuò)散的能夠影響，該方法的時間和空間精度、細(xì)胞特異性不高，尤其是在厚組織或活體試驗中，藥物難以精確作用于特定部位調(diào)控特定細(xì)胞的活動。

用光作為調(diào)控手段是一種研究神經(jīng)活動的新方法，近年來光控制方法已經(jīng)應(yīng)用于神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域，該類方法具有空間精度高、時間精度高、對細(xì)胞無損傷、細(xì)胞特異性強(qiáng)等特點。通過光刺激控制神經(jīng)活動需要使用特定光束刺激所需的位置。結(jié)合熒光標(biāo)記成像技術(shù)，可以同時記錄所刺激的神經(jīng)細(xì)胞的形態(tài)、位置信息以及功能信號，易于同時確定該細(xì)胞在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)構(gòu)定位和功能，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。通過光活性物質(zhì)控制神經(jīng)活動的方法有：籠鎖化合物的光解籠鎖，光活化光敏蛋白，光活化光開關(guān)蛋白和激光直接刺激。這些方法都是基于照射于神經(jīng)細(xì)胞特定位置的刺激光實現(xiàn)的。目前主要的實現(xiàn)手段是激光器或氙燈配合適當(dāng)?shù)臑V光片獲得刺激光源，配合光纖、光開關(guān)、顯微透鏡等實現(xiàn)光線的通斷、傳播、匯聚等，配合掃描透鏡，實現(xiàn)刺激位點的掃描變換。一種典型的裝置是多光子聚焦顯微鏡，但該裝置的成本昂貴。上述方法的一個共同的缺陷是均不能產(chǎn)生模式靈活可控的光刺激陣列，如不能實現(xiàn)對多個神經(jīng)細(xì)胞或?qū)蝹€神經(jīng)細(xì)胞的多個位點同時進(jìn)行刺激，而在神經(jīng)科學(xué)研究的過程中，這種刺激方式具有重大的科學(xué)意義，是研究神經(jīng)細(xì)胞間組織通信，神經(jīng)信號的傳導(dǎo)處理等的理想方法。

數(shù)字光處理（DLP,?digital?light?procession）技術(shù)是近年來發(fā)展起來的的一項技術(shù)，它結(jié)合了半導(dǎo)體技術(shù)、微機(jī)電技術(shù)和光學(xué)技術(shù)等。數(shù)字光處理技術(shù)的核心是TI（美國德州儀器）公司開發(fā)的數(shù)字微鏡器件（DMD,?digital?micromirror?device）。數(shù)字微鏡器件包含上百萬個以上規(guī)則排列的數(shù)字微鏡和相關(guān)控制電路，每一個數(shù)字微鏡的大小為數(shù)微米或更小，都可以被控制電路獨立控制，偏轉(zhuǎn)到特定的角度上，從而將照射到該微鏡上的光線反射到特定的光路中，通過對微鏡陣列的控制來實現(xiàn)對光的數(shù)字化處理。DLP技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于測量和傳感、數(shù)字曝光、波長控制、智能照明等眾多領(lǐng)域。最為常見的應(yīng)用領(lǐng)域是投影儀領(lǐng)域，而在神經(jīng)細(xì)胞光刺激研究領(lǐng)域，尤其是紫外光解籠鎖刺激神經(jīng)細(xì)胞的研究領(lǐng)域，對刺激光源的波長范圍、能量分布、光斑大小、刺激模式等都有特定的要求，DLP技術(shù)并不能直接應(yīng)用于該領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可產(chǎn)生刺激模式可控的神經(jīng)細(xì)胞紫外光刺激陣列的產(chǎn)生裝置。