Cereplex Direct 在体多通道神经信号采集系统

 

产品说明

          CerePlex Direct系统是一款操作简便的多通道数据采集系统,可以满足用户的不同实验需求,对头部固定或清醒自由活动动物进行高通量、低噪声的高质量数据记录。CerePlex Direct与微型数字放大器和实验计算机之间连接简便。具有与外部设备通信的接口。多种类型的Blackrock Microsystems微型数字放大器与CerePlex Direct系统配套,可以满足各种实验的需要。

          CerePlex Direct系统具有更低噪声、体积小巧,高性价比、适用范围更广等特点,是一个理想的选择。系统易于安装,操作简便。兼容所有的Blackrock微型数字放大器,为各种实验提供支持。

 

系统配置方案包括

  • 多通道微电极(96通道)
  • 换向器(光电一体换向器):防止动物在自由活动时,对数据线缆和光纤跳线的缠绕
  • BOSS离线神经元分类软件
  • NeuroExplorer神经数据分析软件
  • 实验计算机
  • CerePlex μ微型数字放大器 (32通道):这是一款功能强大的微型数字放大器,体积小巧,重量只有1克,适用于小鼠。还具有3D加速传感器和陀螺仪功能、电极阻抗测试功能,内置彩色或红外LED便于跟踪,便于安装,数字信号输出,无噪声传输距离更长
  • CerePlex Direct:一款操作简便、更低噪声、体积小巧,高性价比、适用范围更广的多通道数据采集系统

 

系统特点

  • 96通道系统主机(up to 256通道)
  • 32通道微型数字放大器,实现对32个通道的模拟放大、模拟滤波及高精度模数转换;在数据传输的最前端就进行数字化,模拟信号传输长度在几个厘米的范围内;重量只有1克;具有电极阻抗测试功能、3D加速传感器及陀螺仪功能,能感知动物细微的运动变化,并将运动数据同步保存在神经信号文件中。
  • 微型数字放大器的柔性连接线缆可根据实验需要进行多段延长。
  • 数据采样频率30kHz / 60kHz可选,数据采样精度16位。
  • 可采集多种神经元信号:原始宽波段信号Raw data;神经元放电Spike;局部场电位LFP。
  • 系统具有输入输出接口以便与其他设备通信。
  • 神经信号采集、在线神经元离线分类、分析及信号回放软件包,提供数字滤波(可编辑的数字滤波器)、数字差分、信号示波器,电极阻抗测试等功能。
  • BOSS神经元离线分类软件。
  • NeuroExplorer神经数据分析软件,可进行在线同步及离线的数据的分析。
  • 神经信号模拟器。
  • 光电一体换向器,支持1通道激光光源信号与32通道微型放大器信号同步换向(光遗传与电生理记录实验结合必备配置)。

 

软件主要功能及特点

  • 每个通道可独立设置数字滤波
  • 每个通道可获取全带宽原始信号(Raw data)、动作电位(Spike)、场电位(LFP)
  • 实时2D/3D spike sorting(包括tetrodes)
  • 双通道示波器(时间和频率模式)
  • 数字降噪
  • 串扰计算
  • 支持在线或离线数据导入NeuroExplorer, Spike2, MATLAB, C/C++等其他第三方软件
  • 提供功能强大的Blackrock’s Offline Spike Sorting(BOSS)软件

 

硬件主要功能及特点

  • 96-通道信号记录(up to 256通道)
  • 3个HDM端口,用于与多个微型数字放大器连接
  • 3个模拟输入端口
  • 通过高速USB端口与PC连接

 

Cereplex Direct规格参数

神经信号输入通道数: 96通道(up to 256通道) 神经信号输入采样率 30 kHz / 60 kHz(up to 120 kHz)
模拟输入采样率: 30 kHz 模数转换精度 16-Bit 0.25μV,per bit resolution
共模抑制比: > 120 dB 最大输入电压范围 ±8 mV between any input and ground
数字输入: Up to 16 digital inputs 0-5V TTL logic levels 输入参考噪声 < 1.0μVrms
输入频率范围: 0.01 Hz – 10 kHz    

 

微型数字放大器- CerePlexTM μ

          CerePlexTM μ是一款体积很小且质量很轻的微型数字放大器,可以轻松实现对自由活动的啮齿类动物神经信号采集的同时,跟踪动物并与光、电刺激进行同步。它将高信噪比的细胞外动作电位和局部场电位等神经信号,通过无噪声干扰的数字传输方式,输送给CerebusTM或CerePlexTM Direct系统进行处理。除了神经信号记录外,它还具有3D加速传感器和陀螺仪功能,作为监测动物行为的新工具。以及电极阻抗测试功能。

特点和优势

  • 体积小
  • 重量轻(1克)
  • 内置的颜色或红外LED,便于动物跟踪
  • 3D 加速传感器和陀螺仪,数据与神经信号
  • 同步记录
  • 在体电极阻抗测试

 

规格参数

通道数 16或32 输出信号模式 数字信号
共模抑制比 > 120 dB 输入频率范围 0.01 Hz - 10 k Hz
兼容系统 数据采集主机 (Cerebus 或 CerePlex Direct) 输入阻抗 1300 MΩ@ 10Hz, 13 MΩ@ 1kHz
兼容电极 与各种低、高阻抗电极相兼容 最大输入范围 ± 5 mV
模数转换精度 16-Bit 输入参考噪声 < 1.0 μVrms
采样率 30 kHz / 60 kHz (Up to 120 kHz)    

 

          该方案可辅助研究光电刺激实验时对神经活动和行为变化。CerePlex μ微型数字放大器为这种刺激和记录设置提供了强大的动力,它可以通过光电换向器对任何给定的通道进行简单的控制。神经信号处理器在此设置中为每个附件设备提供闭环反馈的实时控制。

          该方案由CerePlex μ微型数字放大器搭配Cereplex direct系统或Cerebus系统,与高功率激光光源(或LED光源)及电刺激器同步工作,能够实现动物在清醒自由活动状态下的光、电刺激实验时神经活动和行为变化的长时间同步记录。实现电生理记录、光遗传及电刺激技术的有效结合。CerePlex μ微型数字放大器为这种刺激和记录提供了强大的支持,它可以通过光电一体换向器对任何设定的通道进行简单的控制。神经信号处理器提供闭环反馈的实时控制。

          光遗传学(Optogenetics)是一种通过使用光学技术和遗传技术来实现控制细胞行为的方法,它克服了传统的电刺激或药理学操控细胞或有机体活动的许多缺点,为神经科学提供了一种变革性的研究手段。在传统光遗传学系统搭建中,实验者需要具有一定的专业知识背景,能自行组合激光器、信号发生器或者刺激器、光功率计等多个部件来组建实验平台,这种操作方式不仅试验参数设置繁琐、实验条件无法精确控制、实验系统维护困难等弊端,只能实现一些较为简单的光遗传学实验方案,已经无法满足当前迅速发展的光遗传实验条件及方案的现实需求(如需外源触发,精确的光功率控制等)。

          为实验室迅速建立高水平光遗传学实验平台提供了系统解决方案。该光遗传学系统集成超稳定激光光源,高精度光源控制系统模块、智能人机交互软件为一体,并在系统中创造性的配备了生物电信号抗噪识别与外源性触发功能模块、光源输出功率自校准模块,为复杂光遗传学实验方案的迅速实现提供了可靠的软硬件平台。光遗传学实验系统嵌入智能化人机交互软件平台,使得光遗传实验系统的各个模块的系统参数可以得到精确调控。

 

光刺激系统基本构成

  • 光源(蓝色470nm、绿色515nm、 琥珀色595nm、激光光源或LED 光源,输出稳定、精确控制光波长)
  • 单光或多光光源驱动控制器(调节发光强度和时间)
  • 旋转接头(光电换向器/给药换向器/单光换向器/多光换向器)
  • 各种光纤跳线、光纤套管和光纤头
  • 光能量测量器
  • 多通道神经信号记录系统
  • 多通道光刺激电极

 

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