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光感基因神经调控技术整合了光学和基因工程学的知识研究哺乳类或其他动物的神经环路。基本原理是利用病毒载体将光敏感通道或泵蛋白基因导入某一特定的细胞亚群中表达，并通过不同参数的光刺激，从而特异性地调控神经回路中某些细胞类型的功能。这项技术将为今后的临床应用于众多的神经精神系统疾病的彻底治愈带来希望。 本文对光感基因神经调控技术的光刺激装置的国内外研究现状进行了解后，根据实验室的实际需求，设计了一套光刺激系统后，测试系统，并将其用于光刺激表达了病毒的细胞群。课题的研究内容包括以下几个方面： 首先，了解光感基因神经调控技术的背景和国内外发展现状，重点了解基于光感基因神经调控技术的生物实验的光刺激系统，对其进行总结归纳后根据实际情况确定课题的设计方案。其次，对光源部分进行设计研究。介绍光辐射学与光度学的基本概念，选择设计合理的光源以达到能有效刺激细胞的最低辐射照度值。第三，硬件设计，主要是下位机的硬件设计，包括无线收发模块、单片机、发光二极管驱动电路及其它外设。单片机利用软件中断输出频率、占空比可调的矩形波形。下位机收发模块接收来自上位机的信号，单片机根据信号分析需要执行的指令。第四，确定系统方案后，开发上位机用户界面。上位机硬件由计算机及无线收发模块组成，软件部分包括无线模块启动程序、波形显示程序、倒计时程序及指令收发通信程序。上位机的界面可操纵下位机光源的开关控制，频率、占空比调节，定时关，波形显示功能。第五，对系统的光源部分进行测试，检测其是否满足要求。再将系统应用于生化实验，对实验步骤进行了重点介绍。 本课题中，在国内外首次尝试利用光基因调控技术体外光刺激神经元，以期产生谷氨酸。本课题开发了一种适用于大部分光感基因神经调控技术的体外细胞刺激的光刺激系统，即用于打开细胞群的光敏通道，同时，在条件允许情况下，可将光源植入动物体内。这套系统的开发，将有效促进国内光感基因神经调控技术的发展应用。