多模态片上脑机交互系统
LS-P256 · 一体化片上培养与神经电生理交互平台
产品介绍
一体化片上培养与神经电生理交互平台
「片上脑机交互系统」LS-P256 是面向脑科学与类脑智能研究的一体化平台，将片上原位培养、神经电生理交互、形态监测与光刺激集成于同一平台，实现“培养—监测—记录—调控”全流程贯通。
在体环境中，神经细胞依赖稳定的温度与持续的营养、气体供给维持功能状态。平台在芯片上重建受控的微环境：精密灌流与温控系统支持气液实时循环，使培养条件贴近在体生理环境，保障各类样本长期稳定存活；256 通道高密度微电极阵列与低噪声、高精度硬件系统，实现神经信号的高保真采集与灵活电刺激；实时形态监测与可视化光刺激，使神经活动可观测、可干预。
平台特点
- 长期稳定培养：气液实时循环与精准温控维持培养环境稳定，支持长期培养与连续观测。
- 多模态同步记录：256 通道电生理记录与实时形态监测同步进行，实现功能信息与形态信息的对应分析。
- 可控干预与扩展：可视化光刺激与灵活电刺激可对指定区域实施干预，平台支持多机扩展。
平台可服务于神经科学基础研究、脑类器官发育与调控、神经疾病模拟与药物筛选及类器官智能等研究方向，提供从芯片、硬件设备到软件系统的整体解决方案。
系统核心功能
LS-P256 由三个模块协同构成：芯片与环境控制模块维持样本的长期存活条件，电学模块完成神经电信号的采集与刺激，光学模块提供形态监测与光调控。三者的数据在同一平台内同步，构成完整的实验闭环。
芯片与环境控制模块
功能定位：为样本提供受控的原位培养环境，维持长期培养所需的温度与营养条件。
- 原位培养：样本在芯片上直接培养，全程无需转移。
- 精准温控：室温 ~ 45℃，精度 ±0.2℃。
- 实时气液循环：培养液与气体持续循环、实时更新。
电学模块
功能定位：完成神经电信号的高保真采集与可控电刺激。
- 256 通道高密度微电极阵列
- 20 kHz 采样率
- 信噪比 > 10
- 支持自定义电刺激，刺激波形与刺激部位可设定
光学模块
功能定位：同步获取细胞形态信息，并通过光刺激对神经活动实施干预。
- 成像分辨率：1024 × 768
- 响应时间：< 1 ms
- 放大倍数：5.6 ×
应用场景
面向从基础研究到药物评价、再到新型计算范式的研究需求，LS-P256 可服务于以下四类应用场景。
神经科学基础研究
在芯片上长期培养神经元，连续记录其放电活动，分析神经网络的形成、同步与重塑过程；结合电刺激与光刺激，可研究突触可塑性等“学习与记忆”的细胞机制。
- 关键能力：长期培养、神经网络放电与同步观测、电—光刺激下的可塑性研究。
- 面向对象：高校与科研院所的神经科学、脑科学实验室。
脑类器官发育与调控
脑类器官由干细胞自组织形成三维神经组织。平台可在类器官发育的各阶段持续记录其电活动，追踪从早期细胞团到出现成熟放电模式的完整过程；结合光刺激或电刺激进行干预观察其响应特征，用于脑发育规律与神经环路形成的研究。
- 关键能力：发育全程追踪、电活动成熟度评估、光—电调控。
- 面向对象：类器官培养、发育神经生物学、脑疾病模型研究团队。
神经疾病模拟与药物筛选
以患者来源细胞构建疾病模型，在芯片上给予候选药物，实时记录电活动与形态变化，用于评估药效与毒性。平台支持多通道并行与多机扩展，可在同一批实验中测试多种药物与多个浓度，使药物评价更接近真实神经网络条件下的反应。
- 关键能力：疾病模型构建、给药后实时读数、多药物多浓度并行。
- 面向对象：药物研发企业、药物筛选与安全性评价平台、临床研究团队。
类器官智能
类器官智能以体外培养的脑类器官作为生物计算单元。平台可施加规律性电刺激作为输入，并同步读取类器官产生的电信号作为输出，分析其是否出现适应、记忆或可预测的响应，为类器官智能与新型计算范式研究提供实验平台。
- 关键能力：电刺激作输入、电信号作输出、学习与记忆相关响应的探索。
- 面向对象：类器官智能、湿件计算、新型计算范式研究团队。
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