Патенты автора Ивашкина Ольга Игоревна (RU)
Изобретение относится к области оптогенетики. Оптоволоконный зонд содержит оптическое волокно и фиксируемый наконечник. Рассчитывают длину оптического волокна, необходимую для достижения заданной области мозга. Закрепляют оптическое волокно в наконечнике так, чтобы из наконечника выступало оптическое волокно рассчитанной длины. Животное наркотизируют, снимают скальп с части черепа, формируют отверстие в черепе по стереотаксическим координатам и вводят волокно оптоволоконного зонда в отверстие. Одновременно с введением зонда в режиме обратной связи генерируют лазерное излучение с мощностью и длиной волны, достаточными для активации оптического сигнала в клетках мозга животного. Передают лазерное излучение по оптическому волокну зонда к его дистальному концу и регистрируют оптический сигнал от клеток мозга. При получении заданной амплитуды оптического сигнала или заданного изображения клеток мозга наконечник фиксируют непосредственно на черепе или на предварительно закрепленном на черепе внешнем относительно наконечника держателе. Способ обеспечивает точное позиционирование дистального конца оптического волокна внутри мозга животного, надежность крепления и возможность проводить наблюдения в течение длительного времени, что достигается вышеуказанными приемами способа. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.
Группа изобретений относится к медицине, биологии и включает систему и способ ее использования для адресного контроля нейронов мозга живых, свободноподвижных животных на основе размыкаемого волоконно-оптического зонда с многоканальными волокнами. Система включает лазерную систему возбуждения, систему регистрации оптического отклика, размыкаемый волоконно-оптический зонд (ВОЗ) на основе многоканального оптического волокна (МОВ) со световодами микронного размера, содержащий модуль, закрепляемый на черепе животного, и ответную размыкаемую часть, обеспечивающую его связь с оптическими системами возбуждения и регистрации оптического отклика, в соответствии с тем, как изложено в формуле изобретения. ВОЗ состоит из двух частей, где первая выполнена с возможностью закрепления на черепе животного и содержит керамическую цилиндрическую ферулу с закрепленным в ней коротким отрезком МОВ. Вторая часть зонда содержит коннектор с другой цилиндрической керамической ферулой и закрепленным в ней длинным отрезком МОВ. Вторая часть зонда соединена с лазерной системой оптического возбуждения и системой регистрации и контроля. Отрезки МОВ содержат не менее одной тысячи соосно расположенных световодов микронного размера. Дистальный конец первого отрезка оптического волокна имеет плоскую поверхность, скошенную на угол от 30 до 60 градусов относительно оси МОВ, а диаметр МОВ – от 250 мкм до 600 мкм. При реализации способа генерируют лазерное излучение выбранной длины волны и мощности, позволяющее достигнуть порога фотоактивации клеток, содержащих генетически встроенные светочувствительные белки. Фокусируют лазерное излучение посредством системы сканирования и модуля фокусировки в выбранные световоды длинного отрезка МОВ, находящегося внутри коннектора в оптическом контакте с коротким отрезком МОВ, закрепленным на черепе животного так, что его дистальный конец расположен в выбранной области мозга животного. Излучение генерирует измеряемый сигнал флуоресценции, его передают через зонд в оптическую систему регистрации и контроля с компьютером, где полученные сигналы подвергают соответствующему анализу. Группа изобретений позволяет получать информацию о функционировании отдельных клеток мозга и адресно воздействовать на них, проводя долговременный ряд экспериментов на одном и том же животном в любой структуре мозга, обеспечивая при этом получение оптического сигнала от одной и той же группы клеток. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Предлагаемое изобретение относится к волоконно-оптическим устройствам и способам, предназначенным для проведения измерений функционально значимых нейрофизиологических процессов, происходящих в мозге живых свободно движущихся лабораторных животных, оптическими методами. Заявленный волоконно-оптический нейроинтерфейс включает, по крайней мере, один зонд, соединенный с лазерной системой оптического возбуждения и системой регистрации и измерения отклика исследуемого участка мозга, которая соединена с персональным компьютером, снабженным программным обеспечением для управления процессом измерения, сохранения и отображения результатов измерений. При этом зонд состоит из двух разъемных частей, где первая часть представляет собой керамическую ферулу с возможностью размещения в ней внутреннего отрезка оптоволокна, предназначенную для закрепления на черепе животного и выполненную, а вторая часть представляет собой ответную ферулу с закрепленным в ней внешним отрезком оптоволокна, размещенным в соединительном керамическом корпусе, выполненным с возможностью плотного соединения с ферулой первой части. При этом внутренний отрезок оптоволокна имеет длину, обеспечивающую его внедрение в мозг животного на необходимую глубину для проведения соответствующих исследований с обеспечением оптической связи с внешним отрезком оптоволокна. Лазерная система оптического возбуждения состоит из, не менее трех, одночастотных лазеров с различными длинами волн излучения для мультиспектрального возбуждения, снабженных внешним амплитудным модулятором лазерного излучения, а соединение зонда с лазерной системой оптического возбуждения и системой регистрации оптического отклика реализовано посредством внешнего длинного отрезка оптоволокна. Способ долговременной оптической регистрации процессов в мозге живых свободно движущихся животных, включает установку, по крайней мере, одного зонда заявленного устройства в область черепа подопытного животного в проекции выбранного для исследования участка мозга и введение внутреннего отрезка оптоволокна через канал ферулы первой части зонда в указанный участок, затем, после вживления ферулы первой части зонда, к ней с помощью соединительного корпуса на время проведения измерений крепится ферула второй части зонда с внешним отрезком оптоволокна, далее излучением лазерного источника облучают указанный участок мозга, после чего в системе регистрации детектируют оптический отклик и проводят анализ данных с помощью аналого-цифрового преобразователя и компьютера. 5 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.
