CN215305975U - 植入式探针、控制电路及控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请属于生物工程技术领域，涉及一种植入式探针、控制电路及控制系统，其中，植入式探针，包括光学激发器及柔性探针本体；光学激发器集成于柔性探针本体，用于激发反映神经活动的荧光信号或通过光照激活神经活动；柔性探针本体的第一面设置有导热材料，且柔性探针本体的第一面还设置有该光学激发器，其中，导热材料用于对柔性探针本体上的光学激发器进行散热。因此，本申请使用了柔性探针，并且为柔性探针设置了为柔性探针上的光学激发器进行散热的导热材料，故而，本申请能够实现改善植入式探针与脑组织的力学失配问题，降低生物组织炎症的出现率，此外，还能够提升植入式探针散热性能，从而能够提升生物相容性。

Description

植入式探针、控制电路及控制系统

技术领域

本申请涉及生物工程技术领域，特别是涉及一种植入式探针、控制电路及控制系统。

背景技术

脑机接口(Brain-Computer Interface，BCI)是在大脑与外部设备之间建立的一种非肌肉通信通道，实现了大脑意图和外界环境之间的交流。BCI作为一种新的人机交互方式，为设备的脑意念控制提供了新思路，成为了智能机器人领域的研究热点，架起了“人脑生物智能”与“人工智能”结合的桥梁。随着BCI技术与机器人自动控制技术的融合，产生了一项新技术——脑控机器人技术。

从控制对象角度看，在脑机接口发展的过程中，现有技术还出现了脑与机械臂、人脑与生物脑、人脑与人脑间的通信。这些系统大部分采集调控人脑的脑电波(简称EEG)信号，为非侵入式，对实验对象人脑损伤小，但其难以获取高空间分辨率的信息。迄今为止，脑机接口技术所取得的最显著的成就来自用于动物和人的侵入式脑机接口，实现例如二维光标高精度控制、假臂和夹持器的实时控制等等。此外，在构建侵入式脑机接口时用到的两种主要策略为操作性条件反射和集群解码方法，在前一种方法中，脑机接口完全靠神经元的自适应来实现控制，在后一种方法中，使用统计技术来学习神经元活动与控制参数之间的映射关系，但是这些常应用于单向脑机接口，然而双向脑机接口典型方式则是通过采集提取信息的同时利用电刺激向其他神经元提供信息实现大脑不再依靠身体进行感知和动作，而非典的其他采集/刺激方法，例如如光遗传学等，在构建高性能的双向型脑机接口时因较高空间分辨率等特点更加有优势。从神经信息采集角度看，现有技术出现了侵入式的双光子成像、微皮质脑电图等和非侵入式的脑电图、脑磁图、功能性磁共振成像、功能性近红外成像、正电子发射断层成像技术等。从神经信息处理角度看，神经信息通过人工设定的传递函数后，仍可以被神经系统感知利用，现有技术出现了人工耳蜗人工视网膜等依靠向大脑提供直接的感觉输入；此外，由于脑内的某些神经元网络具有很强的可塑性，利用它们的输入对它们的特性进行塑造，实现感觉扩增。

目前，上述提到的侵入式脑机接口通常包括植入式探针，然而传统的植入式探针大多为刚性探针(例如硅基探针、玻璃基底探针等等)，且由于刚性探针的硬度特性使得刚性探针与脑组织的力学失配问题严重，容易导致生物组织炎症，因此，生物相容性比较低，此外，传统的侵入式脑机接口包括的植入式探针上通常设置例如LED等电学器件，因此，这些电学器件在工作时会产生热量，会存在热量局部堆积的现象，容易导致生物的产生不良反应。故而，针对以上问题，本领域技术人员一直在寻求解决方法。

前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

发明内容

本申请要解决的技术问题在于，针对上述现有技术的缺陷，提供了植入式探针、植入式探针的制备方法、控制电路及控制系统，以实现改善植入式探针与脑组织的力学失配问题以及提升植入式探针散热性能。

本申请是这样实现的：

本申请第一方面提供了一种植入式探针，包括光学激发器及柔性探针本体；光学激发器集成于柔性探针本体，用于激发反映神经活动的荧光信号或通过光照激活神经活动；柔性探针本体的第一面设置有导热材料，且柔性探针本体的第一面还设置有该光学激发器，其中导热材料用于对柔性探针本体上的光学激发器进行散热。

可选地，光学激发器包括微型LED、微型激光二极管中的一种。

可选地，微型LED为InGaN基LED。

可选地，光学激发器上集成有滤光片，滤光片通过二氧化硅制成。

可选地，柔性探针本体还包括与第一面相对的第二面；柔性探针本体的第一面和第二面均设置有导热材料形成的导热层。

可选地，导热材料包括导热金属材料、导热非金属材料中的一种。

可选地，还包括探测器，且探测器集成于柔性探针本体。

可选地，探测器为微型InGaP基探测器。

可选地，微型InGaP基探测器上集成有染料滤光片。

本申请第二方面提供了一种植入式探针的制备方法，包括：在柔性衬底的至少一面上沉积导热材料以得到目标柔性衬底；将光学激发器设置于目标柔性衬底；通过对设置有光学激发器的目标柔性衬底进行加工处理，以制成植入式探针，其中，加工处理包括光刻、金属沉积、激光切割、封装中的至少一种，植入式探针包括光学激发器及柔性探针本体。

可选地，在柔性衬底的至少一面上沉积导热材料以得到目标柔性衬底的步骤中，包括：分别在柔性衬底的相对的两面上沉积导热材料，以在柔性衬底的相对的两面上分别形成导热层得到目标柔性衬底。

可选地，将光学激发器设置于目标柔性衬底的步骤之后，包括：针对光学激发器使用二氧化硅进行滤光片形成工艺，以在光学激发器上形成滤光片。

可选地，其中，柔性衬底包括PI衬底、PT衬底、PTMS衬底中的一种。

可选地，将光学激发器设置于目标柔性衬底中，包括：使用PDMS印章转移技术将光学激发器和探测器设置于目标柔性衬底上。

可选地，使用PDMS印章转移技术将光学激发器和探测器设置于目标柔性衬底上的步骤之后，包括：在光刻胶中掺杂染料以得到染料光刻胶；针对探测器使用染料光刻胶进行滤光片形成工艺，以在探测器上形成染料滤光片，其中，滤光片形成工艺旋涂、光刻、坚膜中的至少一种。

本申请第三方面提供了一种控制电路，包括供电模块、通信模块及控制模块；供电模块与控制模块相连，用于为控制模块供电；通信模块与控制模块相连，用于接收调控信息或者发送上述植入式探针的采集数据和/或调控信息；控制模块与如上所描述的植入式探针相连，用于控制植入式探针中的光学激发器和/或探测器工作。

可选地，控制模块包括主控制芯片及激发光控制芯片；主控制芯片通过激发光控制芯片与光学激发器连接，用于通过激发光控制芯片对光学激发器的激发光参数的进行控制，激发光参数包括激发光强度、占空比、周期、发光时长中的任意一项或多项。

可选地，控制模块还包括工作指示器；工作指示器与光学激发器共阳极或共阴极，用于指示光学激发器的工作状态。

可选地，主控制芯片与探测器相连，用于接收探测器采集的神经活动信息以对神经活动信息进行处理控制得到调控信息。

可选地，控制模块还包括信号优化单元；信号优化单元包括滤波子单元和信号放大子单元；滤波子单元连接于信号放大子单元和探测器之间，用于对探测器采集的神经活动信息进行滤波后，传输滤波后的神经活动信息至信号放大子单元；信号放大子单元与主控制芯片相连，用于对滤波后的神经活动信息进行信号放大处理以得到最终的神经活动信息，将最终的神经活动信息传输至主控制芯片。

可选地，信号放大单元包括跨阻放大器；跨阻放大器与滤波子单元和主控制芯片相连，用于对滤波后的神经活动信息进行信号放大处理以得到最终的神经活动信息，将最终的神经活动信息传输至主控制芯片。

可选地，信号放大单元包括跨阻放大器及缓冲级；跨阻放大器包括正极输入端、负极输入端、输出端及电势保护端，其中，跨阻放大器的负极输入端连接探测器的负极，跨阻放大器的正极输入端连接所述探测器的正极，跨阻放大器的输出端连接主控制芯片的I/O口；缓冲级包括正极输入端、负极输入端及输出端，其中，缓冲级的输出端连接缓冲级的负极输入端，缓冲级的正极输入端连接跨阻放大器的正极输入端，缓冲级的输出端连接跨阻放大器的电势保护端，以在跨阻放大器的负极输入端附近形成电势保护，构成所述滤波子单元。

可选地，主控制芯片的型号为nRF24LE1；激发光控制芯片的型号为ZLED7012；跨阻放大器的型号为LMP7721；缓冲级的型号为ADA4505。

可选地，通信模块为无线通信模块或有线通信模块。

本申请第四方面提供了一种控制系统，包括采集模块和复现模块；采集模块包括如上所描述的植入式探针及如上所描述的控制电路；其中，采集模块的植入式探针上的光学激发器用于激发反映神经活动的荧光信号，采集模块的植入式探针上的探测器用于采集荧光信号以获取神经活动信息；其中，采集模块的控制电路用于接收神经活动信息，并对神经活动信息进行处理控制，以得到调控信息；复现模块包括如上所描述的植入式探针及如上所描述的控制电路；其中，复现模块的控制电路用于接收采集模块的控制电路发送的调控信息，并根据调控信息驱动复现模块的植入式探针中的光学激发器，以对脑区进行光遗传学激活。

本申请提供的植入式探针、植入式探针的制备方法、控制电路及控制系统，其中，植入式探针，包括光学激发器及柔性探针本体；光学激发器集成于柔性探针本体，用于激发反映神经活动的荧光信号或通过光照激活神经活动；柔性探针本体的第一面设置有导热材料，且柔性探针本体的第一面还设置有该光学激发器，其中，导热材料用于对柔性探针本体上的光学激发器进行散热。因此，本申请使用了柔性探针，并且为柔性探针设置了为柔性探针上的光学激发器进行散热的导热材料，故而，本申请能够实现改善植入式探针与脑组织的力学失配问题，降低生物组织炎症的出现率，此外，还能够提升植入式探针散热性能，从而能够提升生物相容性。

为让本申请的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1是本申请第一实施例提供的植入式探针的结构示意图；

图2是本申请提供的滤光片的透射谱；

图3是本申请提供的发射光谱对比图；

图4是本申请第二实施例提供的植入式探针的结构示意图；

图5是本申请第二实施例提供的染料滤光片的透射光谱图；

图6是本申请第二实施例提供的带染料滤光片的探测器的外量子效率光谱图及LED和GCaMP6的发射光谱图；

图7是本申请第二实施例提供的探测器在不同光照下的I-V曲线图；

图8是本申请第二实施例提供的在测试时电流随钙黄绿素浓度变化的曲线图；

图9是本申请第二实施例提供的相对光信号强度随钙黄绿素中钙离子摩尔浓度变化的曲线图；

图10是本申请第二实施例提供的不同光照强度下探测电流的变化曲线图；

图11是本申请第三实施例提供的植入式探针的制备方法的流程示意图；

图12是本申请第四实施例提供的控制电路的第一结构示意图；

图13是本申请第四实施例提供的控制电路的第二结构示意图；

图14是本申请第四实施例提供的控制电路的第三结构示意图；

图15是本申请第四实施例提供的控制电路的第四结构示意图；

图16是本申请第五实施例提供的控制系统的结构示意图；

图17是本申请第五实施例提供的应用场景的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

尽管本申请使用第一、第二等术语来描述不同的部件(例如端口等)，但是这些部件并不受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个部件与另一个部件区分开来。除非另有定义，否则本申请所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域的普通技术人员所通常理解的意思。

下面结合附图对本申请实施例做进一步详述。

第一实施例：

图1是本申请第一实施例提供的植入式探针的结构示意图。图2是本申请提供的滤光片的透射谱。图3是本申请提供的发射光谱对比图。为了清楚的描述本申请第一实施例提供的植入式探针A1，请参见图1至图3。

本申请第一实施例提供了一种植入式探针A1，包括光学激发器102及柔性探针本体101；光学激发器102集成于柔性探针本体101，用于激发反映神经活动的荧光信号或通过光照激活神经活动；柔性探针本体101的至少一面设置有导热材料(图1中未示出)，导热材料用于对柔性探针本体101上的器件进行散热。

在一可选实施方式中，本实施例提供的植入式探针A1的制备方法，可以包括：在柔性衬底的至少一面上沉积导热材料以得到目标柔性衬底；将光学激发器102设置于目标柔性衬底；通过对设置有光学激发器102的目标柔性衬底进行加工处理，以制成植入式探针A1，其中，加工处理包括光刻、金属沉积、激光切割、封装中的至少一种，植入式探针A1包括光学激发器102及柔性探针本体101。例如，在柔性的PI衬底的双面沉积铜以得到目标柔性衬底(其中，目标柔性衬底的厚度，例如18um铜/25umPI衬底/18um铜)，借助PDMS印章转移技术将光学激发器102(尺寸例如，125um*185um*7um)设置于该目标衬底上，进而进行加工处理(例如，光刻、金属沉积、激光切割封装等等中的至少一种)后得到植入式探针A1(尺寸例如，宽约420um/厚约140um/长约5mm)。

在一可选实施方式中，其中，光学激发器102可以但不限于包括微型LED、微型激光二极管中的一种。具体地，光学激发器102可以在植入式探针A1植入生物脑区后，作为一种转换模式刺激大脑。

在一可选实施方式中，微型LED可以为InGaN基LED。因此，本实施例使用InGaN基LED保障良好的单色性发光。

在一可选实施方式中，光学激发器102上可以集成有滤光片103，例如，在传统的微型LED上集成滤光片103，值得一提的是，由于InGaN基LED自身的发光单色性较好，所以实际操作中可以为其设置滤光片103以进一步改善单色性发光，也可以不为其设置滤光片103。可选地，滤光片103可以是通过二氧化硅制成，也可以是通过其他材料制成。

在一可选实施方式中，参见图2，集成有滤光片103的光学激发器102对于波长介于420nm到490nm的光能够优化其透过性(透过率＞85％)。参见图3，以微型LED为例，与未集成滤光片103的微型LED相比，集成了滤光片103的微型LED单色性有了一定的改善，波长为500nm绿光区的杂光衰减明显。

在一可选实施方式中，柔性探针本体101的第一面可以设置有导热材料，且柔性探针本体101的第一面还设置有该光学激发器，其中，导热材料用于对柔性探针本体上的光学激发器进行散热。

在一可选实施方式中，柔性探针本体101可以为扁平状，包括与第一面相对的第二面；柔性探针本体101的第一面和第二面均可以设置有导热材料形成的导热层。因此，本实施例中的双面导热层能够在不影响探针机械特性的前提下，大大提高提提高器件的散热(例如，大大提高工作时产热比较多的光学激发器102的散热性能)。

在一可选实施方式中，导热材料可以包括导热金属材料、导热非金属材料中的一种。其中，导热金属材料，例如铜、银、铝等等。其中，导热非金属材料，例如石墨、金刚石、氮化硼、二氧化硅等等。

在一可选实施方式中，本实施例提供的植入式探针A1可以与控制电路形成复现模块，优选地，复现模块的控制电路用于根据调控信息驱动复现模块的植入式探针A1中的光学激发器102，以对脑区进行光遗传学激活。此外，本实施例提供的包括光学激发器102的植入式探针A1可以与控制电路和包括探测器的植入式探针A1配合形成采集模块，其中，包括光学激发器102的植入式探针A1可以用于激发反映神经活动的荧光信号，包括探测器的植入式探针A1可以用于采集荧光信号以获取神经活动信息，控制电路可以用于接收神经活动信息，并对神经活动信息进行处理控制，以得到调控信息。

在一可选实施方式中，由本实施例提供的植入式探针A1与控制电路形成复现模块，其中，植入式探针A1作为前端直接与脑内神经元接触，实现光电信号调控，其中，控制电路实现信号处理及转化和无线通信功能。

本申请第一实施例提供的一种植入式探针A1，包括光学激发器102及柔性探针本体101；光学激发器102集成于柔性探针本体101，用于激发反映神经活动的荧光信号或通过光照激活神经活动；柔性探针本体101的至少一面设置有导热材料，导热材料用于对柔性探针本体101上的器件进行散热。因此，本申请第一实施例提供的一种植入式探针A1使用了柔性探针，并且为柔性探针设置了为柔性探针上的器件进行散热的导热材料，故而，本申请第一实施例提供的一种植入式探针A1能够实现改善植入式探针A1与脑组织的力学失配问题，降低生物组织炎症的出现率，此外，还能够提升植入式探针A1散热性能，从而能够提升生物相容性。

第二实施例：

图4是本申请第二实施例提供的植入式探针的结构示意图。图5是本申请第二实施例提供的染料滤光片的透射光谱图。图6是本申请第二实施例提供的带染料滤光片的探测器的外量子效率光谱图及LED和GCaMP6的发射光谱图。图7是本申请第二实施例提供的探测器在不同光照下的I-V曲线图。图8是本申请第二实施例提供的在测试时电流随钙黄绿素浓度变化的曲线图。

图9是本申请第二实施例提供的相对光信号强度随钙黄绿素中钙离子摩尔浓度变化的曲线图。图10是本申请第二实施例提供的不同光照强度下探测电流的变化曲线图。为了清楚的描述本申请第二实施例提供的植入式探针A2，请参见图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9及图10。

本申请第二实施例提供了一种植入式探针A2，包括探测器204、光学激发器202及柔性探针本体201；光学激发器202集成于柔性探针本体201，用于激发反映神经活动的荧光信号；探测器204集成于柔性探针本体201，用于采集荧光信号以获取神经活动信息并传输至控制电路；柔性探针本体201的至少一面设置有导热材料(图4中未示出)，导热材料用于对柔性探针本体201上的器件进行散热。

在一可选实施方式中，其中，光学激发器202可以但不限于包括微型LED、微型激光二极管中的一种。具体地，光学激发器202可以在植入式探针A2植入生物脑区后，作为一种转换模式刺激大脑。

在一可选实施方式中，微型LED可以为InGaN基LED。因此，本实施例使用InGaN基LED保障良好的单色性发光。

在一可选实施方式中，光学激发器202上可以集成有滤光片203，例如，在传统的微型LED上集成滤光片203，值得一提的，由于InGaN基LED自身的发光单色性较好，所以实在操作中可以为其设置滤光片203以进一步改善单色性发光，也可以不为其设置滤光片203。可选地，滤光片203可以是通过二氧化硅制成，也可以是通过其他材料制成。

在一可选实施方式中，参见图2，集成有滤光片203的光学激发器202对于波长介于420nm到490nm的光能够优化其透过性(透过率＞85％)。参见图3，以微型LED为例，与未集成滤光片203的微型LED相比，集成了滤光片203的微型LED单色性有了一定的改善，波长为500nm绿光区的杂光衰减明显。

在一可选实施方式中，柔性探针本体201可以为扁平状且具有两个相对的侧面；柔性探针本体201的两个侧面均可以设置有导热材料形成的导热层。因此，本实施例中的双面导热层能够在不影响探针机械特性的前提下，大大提高提提高器件的散热(例如，大大提高工作时产热比较多的光学激发器202的散热性能)。

在一可选实施方式中，导热材料可以包括导热金属材料、导热非金属材料中的一种。其中，导热金属材料，例如铜、银、铝等等。其中，导热非金属材料，例如石墨、金刚石、氮化硼、二氧化硅等等。

在一可选实施方式中，本实施例提供的植入式探针A2的制备方法，可以包括：在柔性衬底的至少一面上沉积导热材料以得到目标柔性衬底；将探测器204、光学激发器202设置于目标柔性衬底；通过对设置有光学激发器202的目标柔性衬底进行加工处理，以制成植入式探针A2，其中，加工处理包括光刻、金属沉积、激光切割、封装中的至少一种，植入式探针A2包括探测器204、光学激发器202及柔性探针本体201。例如，在柔性的PI衬底的双面沉积铜以得到目标柔性衬底(其中，目标柔性衬底的厚度，例如18um铜/25umPI衬底/18um铜)，借助PDMS印章转移技术将探测器204(尺寸例如，195um*140um*3.5um)和光学激发器202(尺寸例如，125um*185um*7um)设置于该目标衬底上，进而进行加工处理(例如，光刻、金属沉积、激光切割封装等等中的至少一种)后得到植入式探针A2(尺寸例如，宽约420um/厚约140um/长约5mm)。

在一可选实施方式中，探测器204可以为微型InGaP基探测器204，或者传统的其他探测器204。

在一可选实施方式中，微型InGaP基探测器204上集成有染料滤光片205。其中，染料滤光片205能够减小蓝光LED对探测器204的干扰，且集成有染料滤光片205的探测器204能够对不同光照强度产生较好的响应。其中，染料滤光片205的透射光谱可以参考图5。

在一可选实施方式中，带染料滤光片205的探测器204的外量子效率光谱，蓝色LED和GCaMP6的发射光谱，可以参考图6。

在一可选实施方式中，探测器204在不同光照下的电流I-电压V曲线，可以参考图7(暗，15.93μW/mm2，28.85μW/mm2，40.32μW/mm2，自上而下独立)。

在一可选实施方式中，本实施例提供的植入式探针A2可以与控制电路形成采集模块或复现模块。优选地，当为采集模块时，植入式探针A2的光学激发器202可以用于激发反映神经活动的荧光信号，植入式探针A2的探测器204可以用于采集荧光信号以获取神经活动信息，控制电路可以用于接收神经活动信息，并对神经活动信息进行处理控制，以得到调控信息；当为复现模块时，控制电路用于根据调控信息驱动植入式探针A2的光学激发器202，以对脑区进行光遗传学激活，此时植入式探针A2的探测器204可以不工作。

在一可选实施方式中，植入式探针A2的光学激发器202激发反映神经活动的荧光信号，实际上是是的脑组织中的钙黄绿素产生荧光反应。植入式探针A2的探测器204采集到的光电信号的电流与钙黄绿素的浓度相关。在不同模拟脑组织中测试时电流随钙黄绿素浓度变化的曲线，参见图8，可见，当钙黄绿素浓度依次为0μM，100μM，200μM，250μM时，微型探测器采集到的光电流依次为0，60nA，90nA，160nA，光电流随钙黄绿素浓度基本成线性变化，可以用电流值反映钙黄绿素浓度。

在一可选实施方式中，在有无染料滤光片时相对光信号强度随钙黄绿素中钙离子摩尔浓度的变化，可以参见图9，可见，在钙黄绿素中钙离子未饱和时，光强随钙离子摩尔浓度上升而上升，在0.8达到饱和，带有染料滤光坡的探测器204对光强的探测灵敏度更高。

在一可选实施方式中，植入式探针A2连接的控制电路在不同光照强度下实时对探测器204电流进行测试的结果，可以参见图10，可见，随着光强的增加，探测器204探测到的光电流实时上升，可以实现荧光强度的实时检测。

在一可选实施方式中，由本实施例提供的植入式探针A2与控制电路形成采集模块或复现模块，其中，植入式探针A2作为前端直接与脑内神经元接触，实现光电信号光电信号采集或调控，其中，控制电路实现信号处理及转化和无线通信功能。

本申请第二实施例提供的一种植入式探针A2，包括探测器204、光学激发器202及柔性探针本体201；光学激发器202集成于柔性探针本体201，用于激发反映神经活动的荧光信号；探测器204集成于柔性探针本体201，用于采集荧光信号以获取神经活动信息并传输至控制电路；柔性探针本体201的至少一面设置有导热材料，导热材料用于对柔性探针本体201上的器件进行散热。因此，本申请第二实施例提供的一种植入式探针A2使用了柔性探针，并且为柔性探针设置了为柔性探针上的器件进行散热的导热材料，故而，本申请第二实施例提供的一种植入式探针A2能够实现改善植入式探针A2与脑组织的力学失配问题，降低生物组织炎症的出现率，此外，还能够提升植入式探针A2散热性能，从而能够提升生物相容性。

第三实施例：

图11是本申请第三实施例提供的植入式探针的制备方法的流程示意图。为了清楚的描述本申请第三实施例提供的植入式探针的制备方法，请参见图11。

本申请第三实施例提供了一种植入式探针的制备方法，包括：

S11:在柔性衬底的至少一面上沉积导热材料以得到目标柔性衬底。

在一可选实施方式中，步骤S11:在柔性衬底的至少一面上沉积导热材料以得到目标柔性衬底中，可以包括：分别在柔性衬底的相对的两面上沉积导热材料，以在柔性衬底的相对的两面上分别形成导热层得到目标柔性衬底。

在一可选实施方式中，其中，柔性衬底可以包括PI衬底、PT衬底、PTMS衬底中的一种。

在一可选实施方式中，导热材料可以包括导热金属材料、导热非金属材料中的一种。其中，导热金属材料，例如铜、银、铝等等。其中，导热非金属材料，例如石墨、金刚石、氮化硼、二氧化硅等等。

在一可选实施方式中，分别在柔性衬底的相对的两面上沉积导热材料，以在柔性衬底的相对的两面上分别形成导热层得到目标柔性衬底，例如，在柔性的PI衬底的双面沉积铜以得到目标柔性衬底(其中，目标柔性衬底的厚度，例如18um铜/25umPI衬底/18um铜)。

S12:将光学激发器设置于目标柔性衬底。

在一可选实施方式中，其中，光学激发器可以但不限于包括微型LED、微型激光二极管中的一种。具体地，光学激发器可以在植入式探针植入生物脑区后，作为一种转换模式刺激大脑。

在一可选实施方式中，微型LED可以为InGaN基LED。

在一可选实施方式中，步骤S12:将光学激发器设置于目标柔性衬底骤之后，可以包括：针对光学激发器使用二氧化硅进行滤光片形成工艺，以在光学激发器上形成滤光片。具体地，集成有滤光片的光学激发器对于波长介于420nm到490nm的光能够优化其透过性(透过率＞85％)。以微型LED为例，与未集成滤光片的微型LED相比，集成了滤光片的微型LED单色性有了一定的改善，波长为500nm绿光区的杂光衰减明显。

在其他可选实施方式中，步骤S12:将光学激发器设置于目标柔性衬底中，可以包括：使用PDMS印章转移技术将光学激发器和探测器设置于目标柔性衬底上。例如，借助PDMS印章转移技术将探测器(尺寸例如，195um*140um*3.5um)和光学激发器(尺寸例如，125um*185um*7um)设置于该目标衬底上。

在其他可选实施方式中，其中，探测器可以为微型InGaP基探测器，或者传统的其他探测器。

在其他可选实施方式中，使用PDMS印章转移技术将光学激发器和探测器设置于目标柔性衬底上的步骤之后，可以包括：在光刻胶中掺杂染料以得到染料光刻胶；针对探测器使用染料光刻胶进行滤光片形成工艺，以在探测器上形成染料滤光片，其中，滤光片形成工艺旋涂、光刻、坚膜中的至少一种。具体地，其中，染料滤光片能够减小蓝光LED对探测器的干扰，且集成有染料滤光片的探测器能够对不同光照强度产生较好的响应。

S13:通过对设置有光学激发器的目标柔性衬底进行加工处理，以制成植入式探针，其中，加工处理包括光刻、金属沉积、激光切割、封装中的至少一种，植入式探针包括光学激发器及柔性探针本体。

在其他可选实施方式中，步骤S13:通过对设置有光学激发器的目标柔性衬底进行加工处理，以制成植入式探针中，可以包括：通过对设置有探测器和光学激发器的目标柔性衬底进行加工处理，以制成植入式探针，其中，植入式探针包括探测器、光学激发器及柔性探针本体(如第二实施所描述的植入式探针)。例如，将探测器(尺寸例如，195um*140um*3.5um)和光学激发器(尺寸例如，125um*185um*7um)设置于该目标衬底上后，进行加工处理(例如，光刻、金属沉积、激光切割封装等等中的至少一种)后得到植入式探针(尺寸例如，宽约420um/厚约140um/长约5mm)。

本申请第三实施例提供的一种植入式探针的制备方法，包括：S11:在柔性衬底的至少一面上沉积导热材料以得到目标柔性衬底；S12:将光学激发器设置于目标柔性衬底；S13:通过对设置有光学激发器的目标柔性衬底进行加工处理，以制成植入式探针，其中，加工处理包括光刻、金属沉积、激光切割、封装中的至少一种，植入式探针包括光学激发器及柔性探针本体。因此，本申请第三实施例提供的植入式探针的制备方法，能够通过对柔性衬底进行光刻、金属沉积、激光切割封装等工序，得到集成有光学激发器的柔性植入式探针(如第一实施所描述的植入式探针)或集成有探测器、光学激发器的柔性植入式探针(如第二实施所描述的植入式探针)，因此，使用通过本实施例提供的植入式探针的制备方法得到的植入式探针能够实现改善植入式探针与脑组织的力学失配问题，降低生物组织炎症的出现率，此外，还能够提升植入式探针散热性能，从而能够提升生物相容性。

第四实施例：

图12是本申请第四实施例提供的控制电路的第一结构示意图。图13是本申请第四实施例提供的控制电路的第二结构示意图。图14是本申请第四实施例提供的控制电路的第三结构示意图。图15是本申请第四实施例提供的控制电路的第四结构示意图。为了清楚的描述本申请第四实施例提供的控制电路，请参见图1至图15。

参见图12或图13，本申请第四实施例提供了一种控制电路，包括供电模块M1、通信模块M2及控制模块M3；供电模块M1与控制模块M3相连，用于为控制模块M3供电；通信模块M2与控制模块M3相连，用于接收调控信息或者发送如第一实施例或第二实施例所描述的植入式探针的采集数据和/或调控信息；控制模块M3与如第一实施例或第二实施例所描述的植入式探针相连，用于控制植入式探针中的光学激发器和/或光学探测器工作。

在一可选实施方式中，供电模块M1可以包括供电电池S1和滤波电容C1。其中，供电电池S1的负极接地，供电电池S1的正极连接控制模块M3，其中，滤波电容C1与供电电池S1并联实现电池滤波。

在一可选实施方式中，通信模块M2为无线通信模块或有线通信模块。其中，无线通信模块可以包括通信天线。

在一可选实施方式中，无线通信模块可以采用2.4GHz无线方式实现通信。

在一可选实施方式中，控制模块M3可以包括主控制芯片IC1及激发光控制芯片IC2；主控制芯片IC1通过激发光控制芯片IC2与光学激发器连接，用于通过激发光控制芯片IC2对光学激发器的激发光参数的进行控制，激发光参数包括激发光强度、占空比、周期、发光时间中的任意一项或多项。

在一可选实施方式中，主控制芯片IC1的型号为nRF24LE1；激发光控制芯片IC2的型号为ZLED7012；

在一可选实施方式中，主控制芯片IC1、激发光控制芯片IC2均与供电模块M1中的供电电池S1正极相连。

在一可选实施方式中，控制模块M3还包括工作指示器D1；工作指示器D1与光学激发器共阳极或共阴极，用于指示光学激发器的工作状态。在本实施例中，工作指示器D1与光学激发器优选为共阳极。

在一可选实施方式中，工作指示器D1可以是使用特定颜色的荧光膜覆盖一发光器件得到的。其中，特定颜色的荧光膜可以选择被测试的生物对象不敏感的颜色的荧光膜，例如，被测试的生物对象为老鼠，老鼠对蓝光比较敏感，但是对红光不敏感，因此选用使用红色荧光膜覆盖发光器件得到的红光工作指示器D1。其中，使用特定颜色的荧光膜覆盖一发光器件，例如，使用红色荧光膜覆盖商用0402封装的蓝光LED，以指示植入后的光学激发器的工作状态，由ZLED7012的激发光控制芯片IC2资料可知，其恒流控制的通道工作电流相同，商用蓝光LED和植入的光学激发器(例如微型LED)具有相同的工作模式时，可以有效实现指示功能。

在一可选实施方式中，具体地，光学激发器被植入被测试的生物对象脑内，当刺激的脑区较浅时，从脑外可观察到光学激发器点亮，但当刺激脑区较深时，难以从脑外直接观察到光学激发器点亮与否，例如，实际行为测试时老鼠处于活动状态，工作指示器D1的存在方便了对植入光学激发器的工作状态的记录，且由于实验过程中系统戴在小鼠头部，蓝光指示灯可能会对老鼠的视觉产生影响，而老鼠对红光不敏感，因此选用使用红色荧光膜覆盖发光器件得到的红光工作指示器D1，将蓝光LED的蓝光转化为红光，在指示植入的光学激发器的工作状态的同时，对老鼠产生几乎不产生影响。

在一可选实施方式中，参见图12，当控制模块M3与第一实施例所描述的植入式探针相连时，用于根据调控信息驱动植入式探针中的光学激发器102，以对脑区进行光遗传学激活；参见图13，当控制模块M3与第二实施例所描述的植入式探针相连时，用于控制光学激发器202实时激发反映神经活动的荧光信号，并实时接收探测器204采集荧光信号后获取的神经活动信息，从而根据对神经活动信息进行处理控制以得到调控信息，或用于根据调控信息驱动植入式探针中的光学激发器202，以对脑区进行光遗传学激活。

在一可选实施方式中，当控制模块M3与第二实施例所描述的植入式探针相连时，主控制芯片IC1与植入式探针的探测器相连，用于接收探测器采集的神经活动信息以对神经活动信息进行处理控制得到调控信息。

在一可选实施方式中，控制模块M3还包括信号优化单元；信号优化单元包括滤波子单元L3和信号放大子单元；滤波子单元L3连接于信号放大子单元和探测器之间，用于对探测器采集的神经活动信息进行滤波后，传输滤波后的神经活动信息至信号放大子单元；信号放大子单元与主控制芯片IC1相连，用于对滤波后的神经活动信息进行信号放大处理以得到最终的神经活动信息，将最终的神经活动信息传输至主控制芯片IC1。

参见图13，在一可选实施方式中，信号放大单元可以包括跨阻放大器L1；跨阻放大器L1与滤波子单元L3和主控制芯片IC1相连，用于对滤波后的神经活动信息进行信号放大处理以得到最终的神经活动信息，将最终的神经活动信息传输至主控制芯片IC1。例如，本实施例将探测器采集到的神经活动信息(例如光电信号)经由滤波子单元L3(例如电容电阻低通滤波器)传入跨阻放大器L1进行单级放大处理后得到的最终的神经活动信息，从而将最终的神经活动信息传入主控制芯片IC1进行模数转换、数字滤波、特征提取等处理控制得到调控信息。

在一可选实施方式中，跨阻放大器L1的型号可以为LMP7721。

参见图14，在另一可选实施方式中，信号优化单元可以包括跨阻放大器L1及缓冲级L2。其中，跨阻放大器L1包括正极输入端、负极输入端、输出端及电势保护端(图14中未示出)，其中跨阻放大器L1的负极输入端连接探测器的负极，跨阻放大器L1的正极输入端连接探测器的正极，跨阻放大器L1的输出端连接主控芯片IC1的I/O口。其中，缓冲级L2包括正极输入端、负极输入端及输出端，其中，缓冲级L2的输出端连接缓冲级L2的负极输入端(图14中未示出)，缓冲级L2的正极输入端连接跨阻放大器L1的正极输入端，缓冲级L2的输出端连接跨阻放大器L1的电势保护端(图14中未示出)，以在跨阻放大器L1的负极输入端附近形成电势保护，构成滤波子单元。从而，本实施例可以将滤波后的神经活动信息传入跨阻放大器L1和缓冲级L2以得到最终的神经活动信息，将最终的神经活动信息传输至主控制芯片IC1。例如，本实施例将探测器采集到的神经活动信息(例如光电信号)经由滤波子单元L3(例如电容电阻低通滤波器)传入跨阻放大器L1和缓冲级L2放大处理后得到最终的神经活动信息，从而将最终的神经活动信息传入主控制芯片IC1进行模数转换、数字滤波、特征提取等处理控制得到调控信息。

在另一可选实施方式中，图14中的缓冲级L2的型号可以为ADA4505-1。

参见图15，在其他可选实施方式中，信号优化单元可以包括跨阻放大器L1、缓冲级L2及放大子单元L2’。其中，跨阻放大器L1的型号为LMP7721；缓冲级L2和放大子单元L2’的型号可以均为ADA4505-2。具体地，缓冲级L2由一个型号为ADA4505-2的放大器搭建，以在光电信号采集端形成电势保护可以降低噪声信号对微弱光电信号的影响。

本实施例可以实现在体外模拟脑组织测试中可以实现不同荧光强度下的探测，但生物在体实验中(即从生物脑内采集荧光信号)由于脑内信号复杂，且存在个体差异，需要根据测试结果调整运放网络放大倍数并根据实际噪声调整滤波结构，此时除使用上述型号为ADA4505-2放大器搭建缓冲级L2以降低噪声形成输入保护电势外，还可选用型号为ADA4505-2的另一个放大器作为放大子单元L2’与跨阻放大器LMP7721级联，构成多级结构，进一步提高放大单元增益。应当理解的，单级(或多级)可以根据实际实验中不同生物脑内荧光信号强度搭建。

在另一可选实施方式中，滤波子单元L3可以实现信号的初步低通滤波经，其可由常用电阻电容结构组成。

在一可选实施方式中，控制电路与第一实施例或第二实施例提供的植入式探针可以是通过下接上翻盖FPC接口连接。

本申请第四实施例提供的一种控制电路，包括供电模块M1、通信模块M2及控制模块M3；供电模块M1与控制模块M3相连，用于为控制模块M3供电；通信模块M2与控制模块M3相连，用于接收调控信息或者发送如第一实施例或第二实施例所描述的植入式探针的采集数据和/或调控信息；控制模块M3与第一实施例或第二实施例所描述的植入式探针相连，用于控制植入式探针中的光学激发器和/或探测器工作。因此，本实施例提供的控制电路能够实现对神经活动信息和调控信息的转化，以及控制光学激发器实时激发反映神经活动的荧光信号，并实时接收探测器采集荧光信号后获取的神经活动信息，从而根据对神经活动信息进行处理控制以得到调控信息，或用于根据调控信息驱动植入式探针中的光学激发器，以对脑区进行光遗传学激活。进而，本实施例实现为第一实施例或第二实施例所描述的植入式探针提供一种便捷的控制方式。

第五实施例：

图16是本申请第五实施例提供的控制系统的结构示意图。图17是本申请第五实施例提供的应用场景的示意图。为了清楚的描述本申请第五实施例提供的，请参见图16、图17。

参见图16，本申请第五方面提供了一种控制系统，包括采集模块K1和复现模块K2。

其中，采集模块K1包括如第二实施例所描述的植入式探针及如第四实施例所描述的控制电路。

在一可选实施方式中，采集模块K1包括的植入式探针至少包括探测器、光学激发器及柔性探针本体；光学激发器集成于柔性探针本体，用于激发反映神经活动的荧光信号；探测器集成于柔性探针本体，用于采集荧光信号以获取神经活动信息并传输至控制电路；柔性探针本体的至少一面设置有导热材料，导热材料用于对柔性探针本体上的器件进行散热。

在一可选实施方式中，采集模块K1中的植入式探针与采集模块K1的控制电路K103可以通过下接上翻盖FPC接口连接。

其中，采集模块K1的植入式探针上的光学激发器K101用于激发反映神经活动的荧光信号，采集模块K1的植入式探针上的探测器K102用于采集荧光信号以获取神经活动信息。

在一可选实施方式中，采集模块K1中的光学激发器K101工作时可实时激发反映钙离子浓度的绿色荧光信号，在生物个体相应脑区神经元活动越强烈，被激活神经元数目越多的情况下，采集模块K1中的探测器K102探测到的绿色荧光信号强度越大，采集模块K1中的探测器K102通过实时采集该绿色荧光强度变化实现对生物个体相应脑区神经活动信息的检测。

在一可选实施方式中，在采集模块K1柔性探针尖端植入的脑区处，神经元的激活程度可由荧光信号强度反映，是通过遗传学手段对相应脑区神经元进行GCaMP绿色荧光钙指示剂蛋白表达实现。

其中，采集模块K1的控制电路K103用于接收神经活动信息，并对神经活动信息进行处理控制，以得到调控信息。

在一可选实施方式中，采集模块K1的控制电路K103可以包括：供电模块、通信模块及控制模块；供电模块与控制模块相连，用于为控制模块供电；通信模块与控制模块相连，用于发送调控信息；控制模块与如第二实施例所描述的植入式探针相连，用于控制植入式探针中的光学激发器激发反映神经活动的荧光信号，同时控制控制植入式探针中的探测器采集荧光信号以获取神经活动信息，从而对神经活动信息进行处理控制，以得到调控信息。

在一可选实施方式中，其中，处理控制包括模数转换、滤波、信号放大、信号转化中的至少一项。其中，信号转化包括利用支持向量机等方法进行分类并通过特定传输函数转化为载有频率的调控信息，载有频率的调控信息包括TTL脉冲信号。

其中，复现模块K2包括如第一实施例或第二实施例所描述的植入式探针及如上所描述的控制电路。

在一可选实施方式中，复现模块K2包括的植入式探针至少包括：光学激发器及柔性探针本体；光学激发器集成于柔性探针本体，用于通过光照激活神经活动；柔性探针本体的至少一面设置有导热材料，导热材料用于对柔性探针本体上的器件进行散热。

其中，复现模块K2的控制电路用于接收采集模块K1的控制电路K103发送的调控信息，并根据调控信息驱动复现模块K2的植入式探针中的光学激发器K201，以对脑区进行光遗传学激活。当复现模块K2包括探测器K202时，复现模块K2的植入式探针中探测器K202可以不工作以实现复现所需光遗传学刺激功能。当复现模块K2包括探测器K202时，复现模块K2可以转变为采集模块K1。

在一可选实施方式中，复现模块K2的控制电路包括供电模块、通信模块及控制模块；供电模块与控制模块相连，用于为控制模块供电；通信模块与控制模块相连，用于接收调控信息；控制模块与如第一实施例或第二实施例所描述的植入式探针相连，用于驱动植入式探针中的光学激发器，以对脑区进行光遗传学激活。

在一可选实施方式中，复现模块K2的控制电路K203和采集模块K1的控制电路K103均可以包括无线通信模块，例如，通过2.4GHz无线方式进行通信。

在一可选实施方式中，复现模块K2的控制电路K203以光脉冲驱动复现模块K2的光学激发器K201(例如蓝光LED)，实现生物个体相应脑区神经活动的光遗传学激活。

在一可选实施方式中，在复现模块K2柔性探针尖端植入的脑区处，神经元可被特定波长的光激活，是通过遗传学手段对相应脑区神经元进行ChR2光敏通道蛋白表达实现。

在一可选实施方式中，基于上述的发明构思，以老鼠为例做实验对象，可以得出如下实验结构：参见图17，选取老鼠为实验生物个体，选取脑区为捕食行为环路涉及的LH脑区，具体实验测试为当携带采集模块K1的老鼠自发捕食蟋蟀时，LH脑区神经元被激活，控制系统识别出捕食行为发生，通过无线通信将调控信息传递至复现模块K2，携带该复现模块K2的小鼠实时被动产生捕食蟋蟀的行为。

本申请第五方面提供了一种控制系统，包括采集模块K1和复现模块K2；采集模块K1包括如第二实施例所描述的植入式探针及如第四实施例所描述的控制电路；其中，采集模块K1的植入式探针上的光学激发器用于激发反映神经活动的荧光信号，采集模块K1的植入式探针上的探测器用于采集荧光信号以获取神经活动信息；其中，采集模块K1的控制电路用于接收神经活动信息，并对神经活动信息进行处理控制，以得到调控信息；复现模块K2包括第一实施例或第二实施例所描述的植入式探针及如上所描述的控制电路；其中，复现模块K2的控制电路用于接收采集模块K1的控制电路发送的调控信息，并根据调控信息驱动复现模块K2的植入式探针中的光学激发器，以对脑区进行光遗传学激活。因此，本实施例能够实现进行脑-脑间神经信息调控与通信，通过采集模块K1采集脑内神经活动信息，经由特定传递函数转化得到调控信息，驱动复现模块K2在脑内产生相应神经活动，其中，神经活动信息通过表达了GCaMP荧光钙指示剂蛋白的神经元发出的荧光强度反映，神经活动复现通过表达了ChR2光敏通道蛋白的神经元的光照激活实现。本实施例中，采集模块K1和复现模块K2均由植入式探针和控制电路组成，植入式探针作为前端直接与脑内神经元接触，实现光电信号采集或调控，控制电路实现信号处理及转化和无线通信功能。此外，本实施例中，植入式探针具有良好的生物相容性和光电特性，具备进行光遗传学刺激和脑内生物学指示剂荧光检测的能力；控制电路需具备微弱信号处理转化，模拟前端驱动的能力并可满足不同场景无线数据通信传输速率需求。

基于以上各个实施例，本申请可以实现脑-脑之间实时无线信息通信，通过光遗传学技术和荧光探测技术，利用微型可植入式探针实现较高空间分辨率和时间分辨率的信息采集及信息调控过程，为神经环路研究和感受器损伤疾病治疗提供解决方案。进一步地，本申请可以直接实现脑-脑接口间的通信，实现神经信息的采集和神经活动的复现，从神经信息处理角度看，较大限度保留了神经信息传递的特征信息，避免了其他脑-接口中较繁复的映射关系构建过程。光遗传学和钙离子荧光强度探测的方法使信号采集/刺激具有较高空间分辨率和神经细胞特异性，比采用电信号检测和电刺激的系统灵敏度高。控制系统采用无线控制电路和微型植入式探针实现，体积小，质量轻，可以实时进行通信，较功能磁共振成像等便携。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品、元件或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品、元件或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品、元件或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种器件、信息等，但这些器件、信息等不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的器件、信息等彼此区分开。取决于语境，如在此所使用的词语"如果"可以被解释成为"在……时"或"当……时"或"响应于确定"。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种植入式探针，其特征在于，包括光学激发器及柔性探针本体；

所述光学激发器集成于所述柔性探针本体，用于激发反映神经活动的荧光信号或通过光照激活神经活动；

所述柔性探针本体的第一面设置有导热材料，且所述柔性探针本体的第一面还设置有所述光学激发器，其中，所述导热材料用于对所述柔性探针本体上的所述光学激发器进行散热。

2.如权利要求1所述的植入式探针，其特征在于，所述光学激发器包括微型LED、微型激光二极管中的一种。

3.如权利要求2所述的植入式探针，其特征在于，所述微型LED为InGaN基LED。

4.如权利要求2所述的植入式探针，其特征在于，所述光学激发器上集成有滤光片，所述滤光片通过二氧化硅制成。

5.如权利要求1所述的植入式探针，其特征在于，所述柔性探针本体还包括与所述第一面相对的第二面；

所述柔性探针本体的所述第一面和所述第二面均设置有所述导热材料形成的导热层。

6.如权利要求1所述的植入式探针，其特征在于，所述导热材料包括导热金属材料、导热非金属材料中的一种。

7.如权利要求1至6中任一项所述的植入式探针，其特征在于，还包括探测器，且所述探测器集成于所述柔性探针本体。

8.如权利要求7所述的植入式探针，其特征在于，所述探测器为微型InGaP基探测器。

9.如权利要求8所述的植入式探针，其特征在于，所述微型InGaP基探测器上集成有染料滤光片。

10.一种控制电路，其特征在于，包括供电模块、通信模块及控制模块；

所述供电模块与所述控制模块相连，用于为所述控制模块供电；

所述通信模块与所述控制模块相连，用于接收调控信息或发送权利要求1-9中任一项所述的植入式探针的采集数据和/或所述调控信息；

所述控制模块与权利要求1-9中任一项所述的植入式探针相连，用于控制所述植入式探针中的光学激发器和/或探测器工作。

11.如权利要求10所述的控制电路，其特征在于，所述控制模块包括主控制芯片及激发光控制芯片；

所述主控制芯片通过所述激发光控制芯片与所述光学激发器连接，用于通过所述激发光控制芯片对所述光学激发器的激发光参数的进行控制，所述激发光参数包括激发光强度、占空比、周期、发光时长中的任意一项或多项。

12.如权利要求11所述的控制电路，其特征在于，所述控制模块还包括工作指示器；

所述工作指示器与所述光学激发器共阳极或共阴极，用于指示所述光学激发器的工作状态。

13.如权利要求11所述的控制电路，其特征在于，所述主控制芯片与所述探测器相连，用于接收所述探测器采集的神经活动信息以对所述神经活动信息进行处理控制得到所述调控信息。

14.如权利要求13所述的控制电路，其特征在于，所述控制模块还包括信号优化单元；

所述信号优化单元包括滤波子单元和信号放大子单元；

所述滤波子单元连接于所述信号放大子单元和所述探测器之间，用于对所述探测器采集的所述神经活动信息进行滤波后，传输滤波后的神经活动信息至所述信号放大子单元；

所述信号放大子单元与所述主控制芯片相连，用于对所述滤波后的神经活动信息进行信号放大处理以得到最终的神经活动信息，将所述最终的神经活动信息传输至所述主控制芯片。

15.如权利要求14所述的控制电路，其特征在于，所述信号放大子单元包括跨阻放大器；

所述跨阻放大器与所述滤波子单元和所述主控制芯片相连，用于对所述滤波后的神经活动信息进行信号放大处理以得到最终的神经活动信息，将所述最终的神经活动信息传输至所述主控制芯片。

16.如权利要求14所述的控制电路，其特征在于，所述信号放大子单元包括跨阻放大器和缓冲级；

所述跨阻放大器包括正极输入端、负极输入端、输出端及电势保护端，其中，所述跨阻放大器的负极输入端连接所述探测器的负极，所述跨阻放大器正极输入端连接所述探测器的正极，所述跨阻放大器输出端连接所述主控制芯片的I/O口；

所述缓冲级包括正极输入端、负极输入端及输出端，其中，所述缓冲级的输出端连接所述缓冲级的负极输入端，所述缓冲级的正极输入端连接所述跨阻放大器的正极输入端，所述缓冲级的输出端连接所述跨阻放大器的电势保护端，以在所述跨阻放大器的负极输入端附近形成电势保护，构成所述滤波子单元。

17.一种控制系统，其特征在于，包括采集模块和复现模块；

所述采集模块包括权利要求1-9中任一项所述的植入式探针及权利要求10-16中任一项所述的控制电路；

其中，所述采集模块的植入式探针上的光学激发器用于激发反映神经活动的荧光信号，所述采集模块的植入式探针上的探测器用于采集所述荧光信号以获取神经活动信息；

其中，所述采集模块的控制电路用于接收所述神经活动信息，并对所述神经活动信息进行处理控制，以得到所述调控信息；

所述复现模块包括权利要求1-6中任一项所述的植入式探针及权利要求10-12中任一项所述的控制电路；

其中，所述复现模块的控制电路用于接收所述采集模块的控制电路发送的所述调控信息，并根据所述调控信息驱动所述复现模块的植入式探针中的光学激发器，以对脑区进行光遗传学激活。

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