光遗传学技术近年来得到飞速的发展,在动物实验和医学疾病研究上的研究成果越来越多。该装置是一款半植入式无线光遗传学系统,包含无线控制驱动器和光探针两个部件,该系统的应用研究领域涵盖多个经典实验动物种类,例如鼠类、猴类以及蝇类等;涉及神经科学研究的多个方面,包括神经环路基础研究、帕金森症模型、抑郁焦虑症模型、学习记忆研究、成瘾性研究、运动障碍、睡眠障碍等。
技术特点:
装置采用蓝牙4.0无线通讯协议,可通过智能终端远程控制MicroLED光探针,空旷地带最远控制距离可达50米,无线调节MicroLED光探针的光功率、光频率、发光波长;系统内置传感器模块,可实时获取佩戴该装置的实验体的运动状态,进行行为分析;系统内置电源管理及指示灯模块,可有效检测装置开关机状态、充电状态,可采用通用MicroUSB接口对装置进行充电。非实验状态下,无线控制驱动器可取下,进行充电和减轻实验动物体的负载重量,实验体只保留光探针接口。具体特点如下:
① 实验体自由活动,无线缆束缚;
② LED光探针直接发光(非光纤耦合),蓝光波长450nm/480nm可选;
③ 蓝光单点发光单元面积50um×30um,单点发光面积可定制,最小可达20um×20um;
④ 探针顶端360度全角度发光;
⑤ 高精度时钟,事件时间精度<1us,光频率最高可达10MHz,占空比任意可调;
⑥ 双通道光源刺激,无线遥控;可提供蓝光、绿光、橙光、红光,具体波长可定制;
⑦ 运动传感器数据获取,可记录和分析局域范围内的运动轨迹;
⑧ 无线驱动控制器重量最轻2.5g,正常工作下,续航能力>10h;
⑨ 探针长度可定制;探针直径最小200um;
⑩ 配套的智能终端软件(手机Andriod/IOS、平板、台式电脑),可进行光功率、光周期、光波长的无线调节,运动状态数据的获取,以及各项实验数据记录与收集。
专利情况:
已申请核心发明专利5项,授权3项。
市场分析:
本项目的光控神经技术在神经科学的基础研究领域,有很大的应用市场,可为国内数万名神经科学家提供革命性的研究手段。使活体观察动物神经系统活动成为可能,这也是最近十来年最大的科学突破之一。神经科学家对神经系统的认知早已从递质、激素和受体决定一切,转变为认为大脑是一个高效细胞环路。本项技术可为神经系统疾病的治疗提供手段,临床医疗研究者也在近几年尝试利用非侵入性的光遗传学手段来治疗各种疾病,例如嗜睡症、抑郁症、恐惧、焦虑、疼痛、帕金森综合症、失明、学习记忆、行为学研究以及光遗传学相关病毒研究等。