黑科技新推：頭部固定式平板跑步機

在神經(jīng)科學和行為學研究中，如何同步解析運動行為與神經(jīng)活動的關(guān)系始終是技術(shù)難題。傳統(tǒng)范式常因動物運動偽影、信號同步性差等問題受限。清醒小鼠頭部固定式平板跑步機系統(tǒng)通過創(chuàng)Xin設(shè)計突破瓶頸，為神經(jīng)機制研究提供高精度解決方案。

頭部固定式平板跑步機，型號：XR-MN101，上海欣軟

核心硬件配置：精準操控與多維記錄

1. 頭部固定裝置
采用輕量化鈦合金/樹脂頭板，通過牙科水泥與顱骨錨定，確保頭部絕Dui穩(wěn)定的同時保留自然運動能力。術(shù)前3-5天適應(yīng)性訓練，佩戴模擬裝置逐步延長至4小時，顯著降低術(shù)后應(yīng)激反應(yīng)。

2. 智能平板跑步機

• 運動參數(shù)可調(diào)：0-50cm/s無級變速，±15°傾斜角度調(diào)節(jié)，支持勻速/變速/斜坡跑動模式
• 高精度反饋：集成編碼器實時記錄跑速與距離，防滑表面確保運動穩(wěn)定性
• 環(huán)境模擬：VR投影創(chuàng)建虛擬光點追逐任務(wù)，觸覺刺激器實現(xiàn)氣流導航訓練

3. 神經(jīng)活動監(jiān)測

• 雙光子鈣成像：通過顱窗（3-5mm）對皮層/深層腦區(qū)進行GCaMP6s/8f探針成像，920-1000nm波長穿透深層組織
• 電生理記錄：Neuropixels探針同步采集M1、紋狀體等多腦區(qū)神經(jīng)元放電，采樣率≥30kHz
• 精準干預：473/593nm雙波長光遺傳系統(tǒng)+微型泵控藥Wu遞送，實現(xiàn)神經(jīng)元亞群特異性調(diào)控

實驗流程標準化：從適應(yīng)到突破

1. 術(shù)前準備（3-5天）

• 頭板適應(yīng)：佩戴3D打印樹脂模型逐步延長至4小時
• 平板脫Min：自由活動環(huán)境結(jié)合蔗糖水獎勵（10%濃度）誘導跑動

2. 術(shù)后恢復（7-10天）

• 單獨飼養(yǎng)+鎮(zhèn)痛：卡洛芬給藥加速恢復
• 階梯式固定訓練：從5分鐘逐步延長至30分鐘連續(xù)跑動

3. 任務(wù)執(zhí)行

• 基礎(chǔ)運動：設(shè)置不同速度模式記錄運動參數(shù)
• 感覺整合：VR光點引導跑動/觸覺導航任務(wù)
• 認知測試：重復虛擬障礙躲避任務(wù)分析學習曲線

技術(shù)優(yōu)勢：四維突破賦能科研

1. 抗干擾能力
頭部固定消除90%以上運動偽影，雙光子成像實現(xiàn)單神經(jīng)元分辨率

2. 同步精度
欣軟軟件整合行為學、鈣信號、電生理數(shù)據(jù)，時間戳誤差<1ms

3. 閉環(huán)控制
實時調(diào)整光遺傳/化學遺傳干預參數(shù)，直接驗證行為-神經(jīng)因果關(guān)系

4. 多維分析
Suite2p處理鈣信號，Kilosort解析電生理數(shù)據(jù)，支持神經(jīng)元群體編碼研究

科研價值：破解神經(jīng)科學核心問題

• 運動控制機制：解析M1區(qū)神經(jīng)元在變速跑動中的集群編碼規(guī)律
• 感覺運動整合：揭示視覺-前庭-運動系統(tǒng)的跨腦區(qū)協(xié)同機制
• 神經(jīng)可塑性：通過長期干預觀察突觸重塑動態(tài)過程
• 疾Bing模型構(gòu)建：模擬帕金森癥等運動障礙的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)異常

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