[发明专利]基于FPGA的闭环电生理实验平台

摘要

本发明提供一种基于FPGA的闭环电生理实验平台，利用FPGA芯片结合D/A转换模块构建一种高精度的虚拟神经元并实现闭环电生理实验，该虚拟神经元反映真实神经元的生理特性，在电生理实验研究中代替真实神经元；所述实验平台包括有相互连接的上位机、数据采集卡和FPGA芯片。本发明效果是该平台可以实现虚拟神经元与真实神经元之间的切换，同时在快速性、鲁棒性及能量消耗等指标上均具有一定的优势。可为将要开展的电生理实验以及神经元闭环控制等实验提供一个真实可靠的实验平台，可以重复进行实验，且无需考虑活体实验的局限性和伦理问题，为研究神经元电活动和电生理实验提供便利。

主权项

一种基于FPGA的闭环电生理实验平台，其特征是：利用FPGA芯片结合D/A转换模块构建一种高精度的虚拟神经元并实现闭环电生理实验，该虚拟神经元反映真实神经元的生理特性，在电生理实验研究中代替真实神经元；所述实验平台包括有相互连接的上位机(1)、数据采集卡(2)和FPGA芯片(3)；所述的上位机(1)与数据采集卡(2)通过USB接口连接，利用数据采集卡(2)采集FPGA芯片(3)的输出数据，并实时地通过上位机(1)的上位机软件界面(49)的显示模块(52)以波形的形式显示出来；所述的FPGA芯片(3)通过USB接口(4)与上位机(1)实现通讯，接收上位机(1)发出的数据和指令；所述的FPGA芯片(3)中包含有电压钳位实验模块(6)、动态钳位实验模块(12)、突触电流实验模块(16)、波形钳位实验模块(22)以及响应钳位实验模块(32)，这五个模块相互独立，通过数据总线(5)将这五个模块与上位机(1)和数据采集卡(2)相连接；所述的电压钳位实验模块(6)、动态钳位实验模块(12)、突触电流实验模块(16)、波形钳位实验模块(22)以及响应钳位实验模块(32)分别经数据总线(5)相互连接获取上位机(1)给定的参数，对FPGA芯片(3)中的参数进行配置，由数据总线(5)将上位机(1)的输入信号传输给所述的五个的模块，并将输出的信号传输到数据采集卡(2)的输入端，完成闭环电生理实验。