在体多通道神经信号采集分析系统

一、系统介绍

Plexon 在体多通道神经信号采集分析系统主要是通过多通道电极阵列植入到实验动物头部,将神经元的胞外高频的动作电位信号以及记录电极所在脑区的局部场电位信号实时采集出来,通过多级脑电信号放大,把几微伏的脑电信号放大到几伏,然后经过数模转换,把信号传输到计算机中,通过软件分析所有信号,实现实时分析,为脑中群体神经元编码、存储和提取神经信息提供了时间上的同步,也反映了大脑神经网络信息处理的不同活动模式。所有放大后的脑电信号也可以被记录下来,然后通过系统中传感器得到动物体的准确空间位置,并且相关信息与脑电信息被同步后存入计算机。

该设备可一次记录丰富的神经元放电数据(包括spike,continuous pike、LFP、WB);记录神经元放电信号,并且对放电信号进行在线或者离线的分析和分类,从而更好解析特定神经环路的工作机理。可满足包括视觉、听觉、疾病、认知、基础神经回路研究以及脑机接口等神经科学领域的基础研究。

二、系统组成

硬件:

电极、Headstage、放大器、主机、电脑;

软件:

OmniPlex Server、OmniPlex Control、Offline Sorter等;

在线记录软件:

OmniPlex Server

OmniPlex Server 可视化实验流程,从电极类型→Headstage→放大器→硬件滤波→数字滤波等、实现实时记录监测系统运行、在线实时抓取调用数据包等功能。


PlexControl

PlexControl 是主要的记录软件,提供可视化、交互式的操作界面,便于研究人员通过软件实时记录,并可通过软件功能实时监测实验方案及排除外界干扰。

离线分析软件Offline Sorter

Offline Sorter(OFS)是一款功能强大,易于使用查看和分选动作电位波形(Spike)的工具,也可以使用各种不同的阈值方法,从连续记录的神经数据中提取Spike。OFS允许通过一系列的显示进行Sorting验证,并可以计算聚类分离统计参数和质量指标。经过Sorting的Spike可以导出多种文件格式以进行后续分析。

三、适用实验动物

各种小型动物:包括啮齿类(如大小鼠),两栖类(如蛙),鱼类(如斑马鱼),昆虫(如果蝇)等;

各种大型动物:包括灵长类(如恒河猴),食肉类(如猫)动物等。

四、应用范围

1. 神经功能性研究、心理学、药理病理学以及人工智能等领域的主要研究手段。

2. 可进行长期跟踪记录大脑皮层神经元的活动,实时采集局部场电位(LFP)、单神经元放电(spike)以及所有同步信号、时间标记信号。

3. 用神经电生理实验手段,在神经细胞水平上揭示神经元活动重要现象及规律和所对应的神经机制,建立完整的关于神经信息加工和存储的理论模型。

4. 建立疾病模型,观察记录相关的病理特征。

5. 自发放电和诱发放电等相关研究。

6. 基于实验动物的药物安全性,慢性和急性毒理学研究:安全药理学(如CNS毒性和QT间期延长);实验进行药物测试(癫痫,阿尔茨海默氏症,疼痛,肥胖症,厌食症,心律失常等等)。

版权所有:山东第一医科大学医学科技创新中心
地址:济南市槐荫区青岛路6699号
邮编:250117
电话:0531-59556161
邮箱:kczx@sdfmu.edu.cn