CN116058853B - 一种灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物、医疗设备领域，具体公开了一种灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极，包括电路板和多组电极微丝束，这些由不同长度的电极微丝组成的微丝束竖直分布在电路板上，微丝束的自由端用于插入不同深度和位置的目标脑区，在同一脑区设置不同记录深度，从而对多目标脑区进行同步电刺激和电信号记录。本发明通过对多脑区阵列电极的细节组件及结构进行改进，利用特定的电路板及电极微丝设置，将多个电极微丝置于同一个电路板上，制作成为体积小，重量轻的多脑区阵列电极，只需进行一次插入操作，便可以植入多个脑区，操作简便，能够在小鼠等小动物上实现多脑区多深度同步电刺激和电记录，并能够根据实验需求，任意设计记录和刺激的脑区。

Description

一种灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极

技术领域

本发明属于生物、医疗设备领域，更具体地，涉及一种灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极，该多脑区灵活的阵列电极能够合并记录、刺激，且能够实现高精度批量化制备。

背景技术

对实验动物中枢神经系统的电信号进行采集以及同步刺激，是神经科学研究的常用技术手段。适用于多脑区的阵列电极可以记录自由活动的实验动物多个脑区的电活动并给与刺激，以研究不同脑区之间的相互功能关系以及脑网络分析，解析与特定行为学相关的网络和脑区节点的功能。

目前，市面上主流的植入式阵列电极仅能用于单脑区或少数几个脑区的信号记录，在进行分布式的多脑区信号记录以及刺激时，需要分别依次植入多个单脑区电极或刺激电极，此过程耗时长、成本高，并且单脑区植入电极整体体积较大，受单脑区电极整体积影响，当实验动物的脑区较小，多脑区间距较近时，特别是小鼠等啮齿类动物，多脑区的广泛电极植入将无法进行。且由于多脑区记录实验需求不同，记录和刺激的脑区不统一，需要个性化定制电极，如果是商业化定制电极，成本较高，大大提高了实验成本。市面上主流记录单细胞放电的电极多采用在同一位置放置多个记录点的策略以实现捕捉更多细胞放电的目的，这种电极体积较大，难以实现多个脑区同时记录。此外，电极制作对精度要求很高，常规的胶粘等操作难以达到需要的精度，也无法批量化制作。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极，其中通过对多脑区阵列电极的细节组件及结构进行改进，利用特定的电路板及电极微丝设置，将多根不同长度的电极微丝组成微丝束，置于同一个电路板上，制作成为体积小，重量轻的多脑区阵列电极，只需进行一次插入操作，便可以植入多个脑区，能够同时记录多个脑区的单细胞放电和场电，操作简便，能够在小鼠等小动物上实现多脑区多深度同步电刺激和电记录，并能够根据实验需求，任意设计记录、刺激的脑区。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极，其特征在于，包括电路板(120)和多组电极微丝束(130)，每组电极微丝束(130)是由位于同一微丝束连接孔(122)内的多根不同长度的电极微丝(131)组成，这些电极微丝束(130)竖直分布在所述电路板(120)上，并通过位于所述电路板(120)上的微丝束连接孔(122)与所述电路板(120)固定连接；并且，每组电极微丝束(130)中的电极微丝(131)能够通过电路板(120)上的电极微丝连接孔(123)与排母(110)相连通；所述电极微丝束(130)的自由端用于插入目标脑区，每组电极微丝束(130)对应同一脑区、不同深度，使得该阵列电极整体能够对不同位置和不同深度的多目标脑区进行同步电刺激和电信号记录；

所述电路板(120)用于与所述排母(110)相连，所述电路板(120)能够通过任意一组电极微丝束(130)上任意两根电极微丝(131)输入所述电刺激信号从而对目标脑区进行电刺激，其它电极微丝(131)则用于同步记录脑电信号；所述电路板(120)能够通过所述排母(110)输出脑电信号或输出刺激。

作为本发明的进一步优选，所述电极微丝束(130)的自由端位于所述电路板(120)的同一侧，这些电极微丝束(130)的自由端在所述电路板(120)所在平面上的投影坐标对应x-y坐标，距所述电路板(120)所在平面的距离则对应z坐标，并且这些自由端对应的三维x-y-z坐标是根据待记录、待刺激的不同脑区空间位置预先确定的。

作为本发明的进一步优选，所述电路板(120)上还设置有排母焊盘(121)，用于连接所述排母(110)，所述电极微丝连接孔(123)通过所述电路板(120)中的电路与所述排母焊盘(121)相连通；

所述电路板(120)上还设置连接有2根导电丝(132)，它们分别作为参比通道和地线通道。

作为本发明的进一步优选，任意一组电极微丝束(130)是由多根电极微丝(131)平行粘接而成，这些电极微丝(131)的长度预先选定、且彼此长度不同，不同长度的电极微丝(131)对应不同z坐标值；每根电极微丝(131)是根据绝缘层剥离长度做标记，分别与对应的电极微丝连接孔(123)焊接。

作为本发明的进一步优选，所述排母(110)焊接在所述电路板(120)的排母焊盘(121)上；所述电极微丝束(130)固定在所述电路板(120)的微丝束连接孔(122)上，其中的每根电极微丝(131)则是焊接在电极微丝连接孔(123)内。

按照本发明的另一方面，提供了上述灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对预先选取的多个需求目标脑区进行定位，根据待记录、待刺激的不同脑区空间位置，确定出这些目标脑区的x-y-z三维坐标；对于这些x-y-z三维坐标所基于的XYZ空间坐标系，其Z轴正方向与电极微丝插入脑区的方向相同，XY平面与插入脑区时电路板所在平面相重合；

(2)利用得到的目标脑区的x-y-z三维坐标，根据其中的x-y坐标定位电路板上每一个微丝束连接孔，确定所有微丝束连接孔后在空余位置设置电极微丝连接孔和排母焊盘，通过电路板线路将焊盘与电极微丝连接孔连通；将电路板拼接形成拼板；

(3)制备用于放置电极微丝的微丝排布模具，具体包括以下子步骤：

(3-1)根据预先选定的电极插入深度的精度要求，以及所述目标脑区的x-y-z三维坐标中的最大z坐标值，选取若干个模具片层，这些模具片层自下而上堆叠后的厚度之和大于所述最大z坐标值，且单个模具片层的厚度小于等于插入深度的精度要求；接着，根据所述目标脑区的x-y坐标，确定打孔位置，同时根据各个模具片层在按顺序堆叠时距最上层模具片层的高度距离，除最底层模具片层外，对于每个模具片层，判断各打孔位置是否打孔；若所述目标脑区的x-y-z三维坐标的z坐标值大于该模具片层距最上层模具片层的高度距离，则在该模具片层上与x-y坐标对应位置处打孔；否则，不打孔；如此，即可得到处理后的各个模具片层；

(3-2)将处理后的各个模具片层按顺序依次堆叠，即可得到具有多个不同深度的圆柱形纵向盲孔模具，这些盲孔用于放置电极微丝束，每个盲孔底部的x-y-z三维坐标与同一x-y坐标下最大z坐标的目标脑区的x-y-z三维坐标一一对应；

(4)各组电极微丝束的制作：对于任意一组电极微丝束，准备带有绝缘层的若干根电极微丝，其中每根电极微丝的长度等于对应的z坐标绝对值与预先设定的长度余量之和；然后将这些电极微丝平行紧靠在一起、且顶部对齐，再将电极微丝由漏斗口伸入漏斗形微丝束排布模具中，接着向微丝束排布模具中加入液态速干胶水，待胶水凝固后，即可得到一组电极微丝束；

(5)将步骤(3)得到的具有多个不同深度的圆柱形纵向盲孔模具置于所述电路板拼板下，并将电极微丝束的尾部通过所述电路板拼板上的微丝束连接孔，插入至模具用于放置微丝束的圆柱形盲孔内直到孔末端；接着将光敏树脂抹至电路板的微丝束连接孔，紫外固化，固定电极微丝束；

(6)将焊锡涂抹至电路板拼板的电极微丝连接孔和排母焊盘上，将已固定的电极微丝束中的各个电极微丝其位于电路板拼板上的余量插入至对应的电极微丝连接孔中，同时在排母焊盘位置放置排母，加热回流焊接电极微丝和排母；

(7)将焊接后的电路板拼板用酒精超声清洗并自然风干；

(8)将液态光致阻焊剂涂抹至电路板上，覆盖电极微丝和排母与电路板连接处并通过紫外照射固化成为绝缘保护层，最后移除模具，即可得到灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极。

作为本发明的进一步优选，所述步骤(3-1)中，所述打孔是利用激光实现的。

作为本发明的进一步优选，所述步骤(6)中，所述焊锡涂抹是通过丝网印刷工艺实现的；

所述步骤(6)中加热回流焊接电极微丝和排母，还包括同时焊接2根导电丝。

作为本发明的进一步优选，所述步骤(1)中，所述多个需求目标脑区至少为32个需求目标脑区；

相应的，所述步骤(8)得到的灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极为大于等于32通道的分布式记录、刺激电极。

作为本发明的进一步优选，所述制备方法为批量制备方法，相应的，是通过制作阵列式的电路板拼板、以及若干个阵列式的模具片层，由此实现灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极的批量制备；

优选的，同一批次能够制作至少24个灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本发明中的灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极，利用特定的电路板及微丝束设置，将多个电极微丝置于同一个电路板上，只需进行一次插入操作，便可以植入多个脑区，操作简便，现有的多脑区分次埋植方案需要针对每个脑区的电极丝进行定位和植入固定，并且需要植入较多的颅钉辅助电极丝固定。本发明将多个大脑区域的所有微丝固定到一个模块中，该模块可以同时植入多脑区并在一个模块中固定。由于可以一次性将多根微丝埋植到多个脑区，大大缩减了手术的时间。本发明单次植入就可以埋植多个脑区(如后文实施例中所示例的32个脑区)，极大缩短了手术时间和小鼠创伤暴露时间，更少的固定颅钉植入也减少了手术对动物脑组织的损伤和影响，从而极大提高了手术后小鼠的存活率和后续试验的成功率。

另外现有的可覆盖多个脑区的电极形状规则，通常只能覆盖少数几个(3-8)脑区，不适用于大脑网络的多个不规则分布的脑区，为实现不规则多脑区埋植只能多次重复埋植电极，由于每次插入电极需要重新对零点定位，再确定电极植入位置，会增加定位误差。本发明电极将不同深度，不同位置的电极集成在同一模块上，只需一次定位和埋植，就可以一次性将多根微丝埋植到多个脑区，不引入多次定位的误差，提高了埋植电极位置的准确性。

相较于现有技术一般选择脑体积较大的实验对象实现多脑区记录，本发明大大缩小了电极体积和重量，并增加了可记录脑区数，因此可以在脑体积较小的动物中实现稳定的多脑区在体记录和刺激。现有的多脑区记录电极，多次重复植入涉及到电极微丝已与对应的连接器连接，已埋植的电极需要固定等空间占位因素，如果脑区位置接近，则难以实现多次重复埋植电极。鉴于一些动物大脑(如小鼠)的尺寸非常紧凑，几乎不可能将几根单独的微丝植入和固定在接近的多个区域。针对以上难点，少数多脑区电极采用3D打印方法预制多个脑区(通常<8个)的电极位置，然而这种方案的电极在重量(通常＞7g)上过大，难以在小鼠这类较小的动物上使用。并且现有电极的大体积和高重心，导致动物运动中出现电极摇晃，记录信号易受到运动干扰，同时还会造成实验小鼠的活动受限。相较于现有技术中植入多个脑区电极的方式，本发明最突出的特点是将多个不同长度的电极微丝组合成微丝束，以实现x-y坐标相同，z坐标不同的脑区记录或刺激，不同x-y坐标脑则由电路板上的微丝束连接孔位置决定。所有电极微丝集成在一块轻巧的电路板上，并且与同一个多通道的连接器相连用于采集脑电信号或给与刺激，因此具有更小的体积(受脑区位置影响，通常在长10mm，宽8mm，高7mm范围内)，超轻的质量(0.39g)，以及更高的精度(与3D打印的最优精度100μm相比，本发明电路板上相邻两孔的横向距离的精度可达20μm)下记录多达32个脑区(如后文的图8所示)。小体积和重量解决了之前难以在较小动物多脑区记录和刺激的问题，也提高了记录的稳定性，并且更加有效的减小了对实验动物自由活动的影响，也为对重量和体积要求较高的无线采集提供了优秀的电极方案。

市面上主流记录单细胞放电的电极多采用在同一位置放置多个记录点的策略以实现捕捉更多细胞放电的目的，这种电极体积较大，难以实现多个脑区同时记录。本发明最突出的特点是将多个不同长度的电极微丝组合成微丝束，以实现x-y坐标相同，z坐标不同深度的脑区记录，可以实现在大脑体积较小的动物上同时多脑区记录单细胞放电和场电。

本发明中的灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极，可以按照实验的需求，灵活调整微丝束的排布以及与电路板的连接孔位置，从而准确插入至各电极微丝对应的目标脑区，能够合并记录、刺激多个脑区，提高了多脑区记录的准确性，也扩大了电极的可适用范围。另外本发明得到的合并记录、刺激的多脑区阵列电极，并同步在目标脑区通过记录电极记录信号，电极微丝之间不会相互影响。

本发明灵活电刺激的多脑区阵列电极的制备方法，简单便捷，利用堆叠式模具，能够精确定位电极微丝长度，可根据插入深度的精度需要，通过高精度模具(此时，单个模具片层的厚度越小)，即可提高电极制作精度。

本发明制备方法尤其可用于批量制备，单次可同步制备多个电极(如大于40个电极，或者如后文实施例中所示例的24个)，操作方便，可根据需求随意设计，一次性批量制作多个阵列电极，有效节约了制作电极的时间。原有多电极制作，以32通道电极为例，制作需要至少几小时，而本发明多通道电极，通过集成化制作，如后文实施例中所示例的24个电极制备，利用模板，8个小时可以同时在模板上制作24个电极，平均做一个电极的时间仅20分钟。提高了电极制作的效率。

附图说明

图1为本发明灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极的结构示意图。

图2为单个电路板的结构示意图。

图3为打孔片层的结构示意图(图中是以4×6为例，可用于同时制备4×6个目标电极)。

图4为选定某一区域的不同片层对比示意图(片层厚度尺寸可根据三维尺寸和精度设计)。

图5为片层堆叠后的模具结构示意图。

图6为电路板拼板的结构示意图(图中是以4×6为例，可用于同时制备4×6个目标电极)。

图7为电极束排布方案示意图(图中是以4根电极微丝构成一组电极微丝束为例)。

图8为本发明灵活电刺激的多脑区阵列电极的制作方法的流程图。

图中各附图标记的含义如下：100-灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极；110-排母；120-电路板；121-排母焊盘；122-微丝束连接孔；123-电极微丝连接孔；130-微丝束；131-电极微丝；132-导电丝(如银丝)；140-拼接的打孔片层；141-片层圆孔；142-片层固定孔；143-片层定位孔；150-片层堆叠模具；151-盲孔；152-定位通孔；153-固定通孔；160-电路板拼板；161-拼板固定孔；162-拼板定位孔；163-邮票孔；170-微丝束排布模具。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明中的灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极，包括排母、电路板和若干电极微丝、银丝。电极微丝组合成微丝束可沿同一方向延伸，电极微丝一端与电路板连接，电极微丝另一端用于插入目标脑区。

实施例1：

如图1所示，本发明的实施例提供一种灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极100，可用于植入实验动物大脑，记录自由活动的实验动物多个脑区的电活动并可同步给与电刺激，以研究不同脑区之间的相互功能关系以及脑网络分析，解析与特定行为学相关的网络和脑区节点的功能。

具体的，该灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极100，包括排母110、电路板120和32根电极微丝131和2根银丝132，各个电极微丝131每4根一组形成微丝束130，一端与所述电路板120的微丝束连接孔122固定，电极微丝131经由微丝束连接孔122与电极微丝连接孔123连接，另一端用于插入目标脑区。各个微丝束130均沿同一方向延伸，即本实施例提供的阵列电极100中的各电极微丝131均平行设置，在实际的植入过程中，各个电极微丝131的植入方向角度也相同。各个电极微丝131的直径为33微米，长度相对固定，在实际制作过程中，可以根据目标脑区位置决定微丝束内电极微丝131的长度以及微丝束130与电路板120固定的长度，并用激光打标机切割或者直接手工剪短电极微丝到目标长度。电极微丝的直径和种类可以自行选择。

在实际制作过程中，可先测定所需求的目标脑区的三维空间坐标，并决定好阵列电极100的固定位置，对应着刺激及记录时，电路板所在平面的空间位置，以及电极微丝插入脑区时的插入方向；插入方向往往是沿电极微丝长度方向，而电极微丝长度方向往往就是电路板所在平面的法线方向。根据目标脑区和阵列电极固定位置的相对位置关系，确定微丝束130的长度以及在电路板120上的连接位置(具体换算，例如可参见坐标系变换的常规运算，微丝束130长度在固定在电路板120后要留有电极微丝弯折并插入电极微丝连接孔的长度余量)。阵列电极中，微丝束130的数量以及单个微丝束内的电极微丝131数量可以根据实际需要记录、刺激的脑区数量决定。

如图2所示，图2展示了单个电路板的俯视图。排母焊盘121用于与排母110连接，并且排母焊盘121与电极微丝连接孔123间有电路连接。电极微丝连接孔123与电极微丝131和银丝132连接，电极微丝连接孔123的位置围绕各微丝束连接孔122设置，数量由目标脑区的数量决定，为目标脑区数量加上2。预留的2个电极微丝连接孔作为参比和地线与银丝132连接，设置于排母焊盘和其它孔位设置后的空位处。

如图3、图4、图5及图6所示，每一个打孔片层140的厚度为0.1mm，材质可以为钢，打孔片层140上可通过激光打孔技术，打出圆孔141，以及片层固定孔142、片层定位孔143，圆孔141直径略大于微丝束130的直径(本示例中为微丝孔为120微米)。每个片层140的圆孔141的数目和位置由片层中存在的Z方向上的电极丝穿过位置决定。因为打孔片层140有一定的厚度，多个相等厚度的打孔片层140堆叠，形成片层堆叠模具150，相应位置的圆孔141重合，形成的盲孔151，可供微丝束130插入。如图4所示，不同位置的打孔片层140上所打的圆孔141数量不同，导致不同位置的盲孔151深度不同(盲孔的深度即相应微丝束的长度)。打孔片层140与电路板拼板160的长与宽一致，将打孔片层140与电路板拼板160重合，圆孔141可以与电路板拼板160上每个电路板120的微丝束连接孔122重合，片层固定孔142可与拼板固定孔161重合，片层定位孔143可与拼板定位孔162重合。为确保片层堆叠模具150与电路板拼板160对接后，各盲孔151保持竖直，需要将定位丝(本示例中采用刚性硅管作为定位丝)插入每个打孔片层140的片层定位孔143形成的定位通孔152与拼板定位孔162，使各相应位置的圆孔141一一对应，再将固定螺丝插入各打孔片层140的片层固定孔142形成的固定通孔153与拼板固定孔161，使片层堆叠模具150与电路板拼板160对接后保持固定，不发生滑动。

实际制作过程中，打孔片层140的材质、厚度均可以根据实际需求调整。其厚度决定了微丝束130长度的精度。本实例中电路板拼板160上的每一个电路板120都是一样的(当然，根据需要，也可以设置得不一样，从而一次得到针对不同目标脑区组合的多种多脑区阵列电极)。

如图7所示，微丝束排布通过漏斗型微丝束排布模具170实现。本实例中，模具170通过10μL移液枪枪头和硅管组合实现。每根微丝可以根据其长度预先剥离顶部不同长度的一段微丝的绝缘层(具体长度值可预设)，作为不同长度标记以区分各个微丝(具体在操作时，可以先通过剪切或激光切割成特定长度，再去掉绝缘层)。再将这些微丝的顶部对齐，通过漏斗开口插入微丝束排布模具170中，由于漏斗颈内径略大于插满电极微丝后的微丝束直径，电极微丝将平行紧靠在一起。从漏斗口上方微丝束侧面加入少量速干胶水(例如，可以在电极丝中段加入少量液态速干胶水，如502等)，胶水通过微丝间缝隙虹吸至电极微丝间缝隙，将所有电极丝平行粘接在一起。即可得到电极微丝束。

实施例2：

如图8所示，本发明还提供一种灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极100的高精度批量化制作方法，包括：

在实施例1基础上，进一步地，该灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极的制作方法还包括：

将微丝束130通过所述电路板拼板160的微丝束连接孔122，插入盲孔151中。

微丝束130应插至圆孔柱151的最底部。因为圆孔柱151直径略大于微丝束130的直径，所以可以使微丝束130插入的同时，保证各电极微丝130方向一致。使用光敏树脂将各微丝束固定于电路板上。

进一步地，该灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极的制作方法还包括：

为了能够一次性批量制作阵列电极100，本实例中采用丝网印刷技术将锡膏一次性都涂抹至电路板拼板160上所有电路板120的电极微丝连接孔122和焊盘121。将固定好的微丝束中各微丝分别插入涂抹了锡膏的电极微丝连接孔122中，并在预留的参比和地线微丝连接孔分别插入银丝，并将排母110放置于对应焊盘上，加热回流焊接电极微丝131、银丝132和排母110至电路板拼板160上。

在实际制作过程中丝网印刷使用的掩膜可以采用包括不锈钢片、厚纸片等多种材质，通过激光加工获得。本实例中的掩膜采用0.15毫米厚度的不锈钢片。

进一步地，该灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极的制作方法还包括：

整个模具和焊接好的电路板拼版泡入95％酒精溶液中，超声清洗5分钟，去除焊接残留的助焊剂等成分。清洗完成后取出自然风干。

进一步地，该灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极的制作方法还包括：

采用液态光致阻焊剂对焊接好的电路进行绝缘保护。

涂抹液态光致阻焊剂并固化后可以形成一层绝缘层，对排母110底部、电极微丝131和银丝132焊接处进行绝缘保护。

进一步地，该灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极的制作方法还包括：

去掉固定螺丝，平稳取出电路板拼版，利用剪刀对单个电路板间预留的邮票孔163进行剪裁，即可获得单个多脑区阵列电极。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极，其特征在于，包括电路板（120）和多组电极微丝束（130），每组电极微丝束（130）是由位于同一微丝束连接孔（122）内的多根不同长度的电极微丝（131）组成，这些电极微丝束（130）竖直分布在所述电路板（120）上，并通过位于所述电路板（120）上的微丝束连接孔（122）与所述电路板（120）固定连接；并且，每组电极微丝束（130）中的电极微丝（131）能够通过电路板（120）上的电极微丝连接孔（123）与排母（110）相连通；所述电极微丝束（130）的自由端用于插入目标脑区，每组电极微丝束（130）对应同一脑区、不同深度，使得该阵列电极整体能够对不同位置和不同深度的多目标脑区进行同步电刺激和电信号记录；

所述电路板（120）用于与所述排母（110）相连，所述电路板（120）能够通过任意一组电极微丝束（130）上任意两根电极微丝（131）输入电刺激信号从而对目标脑区进行电刺激，其它电极微丝（131）则用于同步记录脑电信号；所述电路板（120）能够通过所述排母（110）输出脑电信号或输出刺激；

所述电极微丝束（130）的自由端位于所述电路板（120）的同一侧，这些电极微丝束（130）的自由端在所述电路板（120）所在平面上的投影坐标对应x-y坐标，距所述电路板（120）所在平面的距离则对应z坐标，并且这些自由端对应的三维x-y-z坐标是根据待记录、待刺激的不同脑区空间位置预先确定的；

所述电路板（120）上还设置有排母焊盘（121），用于连接所述排母（110），所述电极微丝连接孔（123）通过所述电路板（120）中的电路与所述排母焊盘（121）相连通；

任意一组电极微丝束（130）是由多根电极微丝（131）平行粘接而成，这些电极微丝（131）的长度预先选定、且彼此长度不同，不同长度的电极微丝（131）对应不同z坐标值；每根电极微丝（131）是根据绝缘层剥离长度做标记，分别与对应的电极微丝连接孔（123）焊接；

所述排母（110）焊接在所述电路板（120）的排母焊盘（121）上；所述电极微丝束（130）固定在所述电路板（120）的微丝束连接孔（122）上，其中的每根电极微丝（131）则是焊接在电极微丝连接孔（123）内；

并且，所述灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极，是由包括以下步骤的制备方法制备得到的：

（1）对预先选取的多个需求目标脑区进行定位，根据待记录、待刺激的不同脑区空间位置，确定出这些目标脑区的x-y-z三维坐标；对于这些x-y-z三维坐标所基于的XYZ空间坐标系，其Z轴正方向与电极微丝插入脑区的方向相同，XY平面与插入脑区时电路板所在平面相重合；

（2）利用得到的目标脑区的x-y-z三维坐标，根据其中的x-y坐标定位电路板上每一个微丝束连接孔，确定所有微丝束连接孔后在空余位置设置电极微丝连接孔和排母焊盘，通过电路板中的电路将焊盘与电极微丝连接孔连通；将电路板拼接形成拼板；

（3）制备用于放置电极微丝的微丝排布模具，具体包括以下子步骤：

（3-1）根据预先选定的电极插入深度的精度要求，以及所述目标脑区的x-y-z三维坐标中的最大z坐标值，选取若干个模具片层，这些模具片层自下而上堆叠后的厚度之和大于所述最大z坐标值，且单个模具片层的厚度小于等于插入深度的精度要求；接着，根据所述目标脑区的x-y坐标，确定打孔位置，同时根据各个模具片层在按顺序堆叠时距最上层模具片层的高度距离，除最底层模具片层外，对于每个模具片层，判断各打孔位置是否打孔；若所述目标脑区的x-y-z三维坐标的z坐标值大于该模具片层距最上层模具片层的高度距离，则在该模具片层上与x-y坐标对应位置处打孔；否则，不打孔；如此，即可得到处理后的各个模具片层；

（3-2）将处理后的各个模具片层按顺序依次堆叠，即可得到具有多个不同深度的圆柱形纵向盲孔模具，这些盲孔用于放置电极微丝束，每个盲孔底部的x-y-z三维坐标与同一x-y坐标下最大z坐标的目标脑区的x-y-z三维坐标一一对应；

（4）各组电极微丝束的制作：对于任意一组电极微丝束，准备带有绝缘层的若干根电极微丝，其中每根电极微丝的长度等于对应的z坐标绝对值与预先设定的长度余量之和；然后将这些电极微丝平行紧靠在一起、且顶部对齐，再将电极微丝由漏斗口伸入漏斗形微丝束排布模具中，接着向微丝束排布模具中加入液态速干胶水，待胶水凝固后，即可得到一组电极微丝束；

（5）将步骤（3）得到的具有多个不同深度的圆柱形纵向盲孔模具置于电路板拼板下，并将电极微丝束的尾部通过所述电路板拼板上的微丝束连接孔，插入至模具用于放置微丝束的圆柱形盲孔内直到孔末端；接着将光敏树脂抹至电路板的微丝束连接孔，紫外固化，固定电极微丝束；

（6）将焊锡涂抹至电路板拼板的电极微丝连接孔和排母焊盘上，将已固定的电极微丝束中的各个电极微丝位于电路板拼板上的余量插入至对应的电极微丝连接孔中，同时在排母焊盘位置放置排母，加热回流焊接电极微丝和排母；

（7）将焊接后的电路板拼板用酒精超声清洗并自然风干；

（8）将液态光致阻焊剂涂抹至电路板上，覆盖电极微丝和排母与电路板连接处并通过紫外照射固化成为绝缘保护层，最后移除模具，即可得到灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极。

2.如权利要求1所述的灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极，其特征在于，所述电路板（120）上还设置连接有2根导电丝（132），它们分别作为参比通道和地线通道。

3.如权利要求1或2所述灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）对预先选取的多个需求目标脑区进行定位，根据待记录、待刺激的不同脑区空间位置，确定出这些目标脑区的x-y-z三维坐标；对于这些x-y-z三维坐标所基于的XYZ空间坐标系，其Z轴正方向与电极微丝插入脑区的方向相同，XY平面与插入脑区时电路板所在平面相重合；

（2）利用得到的目标脑区的x-y-z三维坐标，根据其中的x-y坐标定位电路板上每一个微丝束连接孔，确定所有微丝束连接孔后在空余位置设置电极微丝连接孔和排母焊盘，通过电路板中的电路将焊盘与电极微丝连接孔连通；将电路板拼接形成拼板；

（3）制备用于放置电极微丝的微丝排布模具，具体包括以下子步骤：

（3-1）根据预先选定的电极插入深度的精度要求，以及所述目标脑区的x-y-z三维坐标中的最大z坐标值，选取若干个模具片层，这些模具片层自下而上堆叠后的厚度之和大于所述最大z坐标值，且单个模具片层的厚度小于等于插入深度的精度要求；接着，根据所述目标脑区的x-y坐标，确定打孔位置，同时根据各个模具片层在按顺序堆叠时距最上层模具片层的高度距离，除最底层模具片层外，对于每个模具片层，判断各打孔位置是否打孔；若所述目标脑区的x-y-z三维坐标的z坐标值大于该模具片层距最上层模具片层的高度距离，则在该模具片层上与x-y坐标对应位置处打孔；否则，不打孔；如此，即可得到处理后的各个模具片层；

（3-2）将处理后的各个模具片层按顺序依次堆叠，即可得到具有多个不同深度的圆柱形纵向盲孔模具，这些盲孔用于放置电极微丝束，每个盲孔底部的x-y-z三维坐标与同一x-y坐标下最大z坐标的目标脑区的x-y-z三维坐标一一对应；

（4）各组电极微丝束的制作：对于任意一组电极微丝束，准备带有绝缘层的若干根电极微丝，其中每根电极微丝的长度等于对应的z坐标绝对值与预先设定的长度余量之和；然后将这些电极微丝平行紧靠在一起、且顶部对齐，再将电极微丝由漏斗口伸入漏斗形微丝束排布模具中，接着向微丝束排布模具中加入液态速干胶水，待胶水凝固后，即可得到一组电极微丝束；

（5）将步骤（3）得到的具有多个不同深度的圆柱形纵向盲孔模具置于电路板拼板下，并将电极微丝束的尾部通过所述电路板拼板上的微丝束连接孔，插入至模具用于放置微丝束的圆柱形盲孔内直到孔末端；接着将光敏树脂抹至电路板的微丝束连接孔，紫外固化，固定电极微丝束；

（6）将焊锡涂抹至电路板拼板的电极微丝连接孔和排母焊盘上，将已固定的电极微丝束中的各个电极微丝位于电路板拼板上的余量插入至对应的电极微丝连接孔中，同时在排母焊盘位置放置排母，加热回流焊接电极微丝和排母；

（7）将焊接后的电路板拼板用酒精超声清洗并自然风干；

（8）将液态光致阻焊剂涂抹至电路板上，覆盖电极微丝和排母与电路板连接处并通过紫外照射固化成为绝缘保护层，最后移除模具，即可得到灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3-1）中，所述打孔是利用激光实现的。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中，所述焊锡涂抹是通过丝网印刷工艺实现的；

所述步骤（6）中加热回流焊接电极微丝和排母，还包括同时焊接2根导电丝。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述多个需求目标脑区至少为32个需求目标脑区；

相应的，所述步骤（8）得到的灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极为大于等于32通道的分布式记录、刺激电极。

7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法为批量制备方法，相应的，是通过制作阵列式的电路板拼板、以及若干个阵列式的模具片层，由此实现灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极的批量制备。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，针对所述批量制备方法，同一批次能够制作至少24个灵活电刺激并记录多脑区多深度阵列电极。