本文關(guān)鍵詞：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

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【摘要】：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(hào)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(wú)法控制電刺激在介質(zhì)中的傳播,從而也就無(wú)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(shì)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(wú)法實(shí)現(xiàn)多模式刺激,在空間分辨率和時(shí)間分辨率上都還需提高�；诖�,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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,目前在多模式光刺激系統(tǒng)這一塊國(guó)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(guò)對(duì)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ZEMAX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(guò)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(guó)內(nèi)外在光解籠鎖研究領(lǐng)域中的空白。通過(guò)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(duì)神經(jīng)細(xì)胞的多模式刺激,從而為今后神經(jīng)細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)中細(xì)胞間信息傳遞機(jī)制的研究打下良好的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：光刺激 陣列 DMD 多模式
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：R338
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究可行性分析11-14
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 籠鎖化合物12-13
• 1.2.3 光學(xué)系統(tǒng)13-14
• 1.3 光刺激系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求分析14-15
• 1.3.1 時(shí)間分辨率需求分析14
• 1.3.2 空間分辨率需求分析14
• 1.3.3 多模式刺激需求分析14-15
• 1.4 本論文研究?jī)?nèi)容和總體結(jié)構(gòu)15-16
• 2 陣列式光學(xué)神經(jīng)刺激系統(tǒng)核心器件選擇16-23
• 2.1 基于振鏡的光學(xué)神經(jīng)刺激系統(tǒng)16-18
• 2.1.1 振鏡特點(diǎn)16-17
• 2.1.2 振鏡工作原理17-18
• 2.1.3 振鏡的優(yōu)缺點(diǎn)18
• 2.2 基于DMD的光學(xué)神經(jīng)刺激系統(tǒng)18-22
• 2.2.1 DLP技術(shù)簡(jiǎn)介18-19
• 2.2.2 DMD的原理19-20
• 2.2.3 DMD的優(yōu)缺點(diǎn)20-22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 3 陣列式光解籠鎖神經(jīng)刺激系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)23-42
• 3.1 神經(jīng)刺激系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案23-24
• 3.2 陣列式微光源設(shè)計(jì)24-34
• 3.2.1 DMD選型24-28
• 3.2.2 激光器選型28-30
• 3.2.3 光纖分束器設(shè)計(jì)30-34
• 3.3 微光源聚焦光路系統(tǒng)設(shè)計(jì)34-41
• 3.3.1 ZEMAX簡(jiǎn)介34-35
• 3.3.2 透鏡選型35
• 3.3.3 ZEMAX仿真35-38
• 3.3.4 透鏡組聚焦實(shí)驗(yàn)38-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 4 光學(xué)系統(tǒng)測(cè)試與光解籠鎖預(yù)實(shí)驗(yàn)研究42-52
• 4.1 系統(tǒng)原型42-43
• 4.2 光纖發(fā)散角測(cè)定43-45
• 4.3 光斑陣列測(cè)定45-47
• 4.3.1 光纖分束器出射端封裝測(cè)定與分析45-46
• 4.3.2 光斑陣列測(cè)定與分析46-47
• 4.4 多模式刺激的實(shí)現(xiàn)47-50
• 4.4.1 刺激模式設(shè)計(jì)47-49
• 4.4.2 刺激模式實(shí)現(xiàn)結(jié)果與分析49-50
• 4.5 光解籠鎖預(yù)實(shí)驗(yàn)研究50-51
• 4.5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)50-51
• 4.5.2 結(jié)果分析51
• 4.6 本章小結(jié)51-52
• 5 總結(jié)和展望52-54
• 5.1 總結(jié)52-53
• 5.2 展望53-54
• 參考文獻(xiàn)54-57
• 作者簡(jiǎn)歷57

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：683746