一种鸟类视觉刺激实时监控及光分析记录系统的制作方法

一种鸟类视觉刺激实时监控及光分析记录系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种鸟类视觉刺激实时监控及光分析记录系统系统，其特征在于：它包括有立体定位仪、记录电极、脑电放大器、脑电采集卡、计算机、光刺激信号发生器、LED给光结构、光纤分支结构、照度探头、荧光分光分度计和六位半数字万用表；它通过变换给光信号模式和强度刺激鸟类的单眼/双眼，同步记录研究区域的脑电信号，并根据实验要求对不同条件下的光照度、波长、能量信息进行实时监控同时实验者可以利用此反馈信息对光刺激信号进行调控，同时这些信息对分析脑电信号特征提供了物理参数支持。
【专利说明】-种鸟类视觉刺激实时监控及光分析记录系统

【技术领域】
[0001] 本发明涉及动物脑认知【技术领域】，特别是关于一种鸟类视觉刺激实时监控及光分 析记录系统。

【背景技术】
[0002] 人类和多数动物对外部物体的视觉感知依赖于视觉系统对物体的亮度、颜色、对 比度等信息的分析，因此视觉系统一直是科学家们重点研究对象，鸟类发达的视觉系统作 为经典的实验材料在研究脑认知领域得到广泛采用。
[0003] 在鸟类视觉系统及脑功能研究中，常用的方式是根据所研究的对象功能，设计光 源或者图像进行视觉刺激并同步记录相关脑区的反应。光信号通过人工给出或者计算机控 制的大屏幕刺激。在长时程视觉刺激条件下，人工控制给光无法保证准确时序和时间精度 及给光强度；计算机控制的大屏幕刺激虽然能保证时序准确，但是不适用于暗室环境下单 眼/双眼刺激。


【发明内容】

[0004] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种具有可编程式时序特征和可控式光强度 的鸟类视觉刺激实时监控及光分析记录系统，能够根据实验要求对不同状态下的光照度、 波长、能量信息进行实时监控，也可W根据此反馈信息对视觉光刺激信号进行调控。
[0005] 为实现上述目的，本发明采取W下技术方案；一种鸟类视觉刺激实时监控系统，其 特征在于；它包括一立体定位仪、一记录电极、一脑电放大器、一脑电采集卡、一计算机、一 光刺激信号发生器、一 L邸给光结构、一光纤分支结构和一照度探头；鸟类固定在所述立体 定位仪上，所述记录电极的输入端插设在鸟类脑区，所述记录电极的输出端连接所述脑电 放大器的输入端，所述脑电放大器的输出端连接所述脑电采集卡的输入端，所述脑电采集 卡的输出端连接所述计算机；所述光刺激信号发生器通过电缆与所述L邸给光结构连接用 于激发所述LED给光结构发出LED光信号，所述LED给光结构连接所述光纤分支结构的汇 总端用于将LED光信号传递到所述光纤分支结构的各分支端，所述光纤分支结构的其中一 个分支端对准鸟类眼睛用于发送部分L邸光信号作为光刺激，光刺激经由鸟类产生的脑电 信号被所述记录电极采集后发送到所述脑电放大器，所述脑电放大器将信号放大后通过所 述脑电信号采集卡发送到计算机进行实时记录分析；所述光纤分支结构的另一个分支端将 部分L邸光信号发送到所述照度探头进行光照度探测，所述照度探头将探测的电信号通过 电缆传回给所述光刺激信号发生器用于监测L邸光信号的照度值。
[0006] 当适用于双眼模式时，还包括有一 L邸给光结构、一光纤分支结构和一照度探头； 所述光刺激信号发生器并联连接两个所述L邸给光结构，两个所述L邸给光结构同时发送 LED光信号到两个所述光纤分支结构的汇总端，每一个所述光纤分支结构的其中一个分支 端分别对准鸟类的两个眼睛用于发送部分L邸光信号作为光刺激，光刺激经由鸟类产生的 脑电信号被所述记录电极采集后发送到所述脑电放大器，所述脑电放大器将信号放大后通 过所述脑电采集卡发送到所述计算机进行实时记录分析；每一个所述光纤分支结构的另一 个分支端分别将部分LED光信号发送到相应照度探头进行光照度探测，两所述照度探头将 探测的电信号通过电缆传回给所述光刺激信号发生器用于监测L邸光信号的照度值。
[0007] 所述光刺激信号发生器包括一电源滤波模块、一开关电源、一定时器、一光刺激模 式及LED亮度调整电路、一左眼LED电流显示电路、一右眼LED电流显示电路、一左眼光刺 激照度电路、一右眼光刺激照度电路、若干开关、若干按钮W及若干连接用接口；其中，开关 包括一光电二极管放大电路电源开关、一暂停开关和一复位开关；按钮包括一左眼LED亮 度调节旋钮、一刺激模式选择旋钮、一右眼L邸亮度调节旋钮、一脑电采集电位调整旋钮、 一 L邸亮度档旋钮、H左眼光刺激照度按钮和H右眼光刺激照度按钮；连接用接口包括一 左眼LED电缆接口、一右眼LED电缆接口、一左眼光刺激照度电路电缆接口、一右眼光刺激 照度电路电缆接口、一脑电采集卡电缆接口、一光电二极管放大电路电缆接口和一六位半 数字万用表电缆接口；其中，所述电源滤波模块的输入端连接市电用于对市电220V进行滤 波，所述电源滤波模块的输出端并联连接所述开关电源的输入端和所述定时器的供电输入 端；所述开关电源的输出端连接所述光刺激模式及L邸亮度调整电路的输入端，所述复位 开关和暂停开关分别与所述定时器的输入端连接，所述定时器输出端与所述光刺激模式及 LED亮度调整电路的信号输入端连接；所述光刺激模式及LED亮度调整电路的输入端还连 接有若干旋钮，用于改变光刺激模式及L邸亮度调整电路中的参数，其中，所述左眼L邸亮 度调节旋钮用于改变左眼L邸给光结构中L邸回路电流值，所述右眼LED亮度调节旋钮用 于改变右眼L邸给光结构中LED回路电流值，所述刺激模式选择旋钮用于改变左右眼LED 给光结构中L邸刺激模式，所述脑电采集电位调整旋钮用于调整脑电同步信号电平幅度， 所述LED亮度档旋钮用于改变LED给光结构中LED的亮度范围，所述光刺激模式及LED亮 度调整电路的输出端并联连接光电二极管放大电路的电源开关、左眼LED电流显示电路、 右眼LED电流显示电路、左眼LED电缆接口、右眼LED电缆接口、脑电采集卡电缆接口、光电 二极管放大电路电缆接口和六位半数字万用表电缆接口；其中，所述光电二极管放大电路 的电源开关用于控制光电二极管放大电路电源通断；所述左眼LED电流显示电路用于显示 左眼L邸给光结构中LED回路电流值，所述右眼LED电流显示电路用于显示右眼L邸给光 结构中L邸回路电流值，所述左眼LED电缆接口用于连接左眼L邸给光结构，所述右眼LED 电缆接口用于连接右眼L邸给光结构，所述脑电采集卡电缆接口用于连接所述脑电采集卡 并将脑电同步信号从光刺激模式及L邸亮度调整电路送入所述脑电采集卡；所述光电二极 管放大电路电缆接口用于连接光电二极管放大电路并将转换的电信号发送到所述六位半 数字万用表电缆接口，所述六位半数字万用表电缆接口用于连接六位半数字万用表；所述 左眼光刺激照度电路与左眼光刺激照度电路电缆接口相连用于连接左眼照度探头并将左 眼照度探头电信号发送到所述左眼光刺激照度电路；所述右眼光刺激照度电路与所述右眼 光刺激照度电路电缆接口相连用于连接右眼照度探头并将右眼照度探头电信号发送到所 述右眼光刺激照度电路；所述左眼光刺激照度按钮与所述左眼光刺激照度电路相连用于改 变所述左眼光刺激照度电路参数，所述右眼光刺激照度按钮与所述右眼光刺激照度电路相 连用于改变右眼光刺激照度电路参数。
[000引所述光刺激模式及L邸亮度调整电路包括电平转换接口电路、时序逻辑电路、多 路选通电路、左/右眼L邸精密标准源恒流驱动电路、L邸芯片、脑电采集卡信号同步接口 电路、电源及滤波电路；所述电平转换接口电路用于将定时器输出的时钟脉冲信号CP转换 为适用于CMOS电平和TTL电平芯片工作的信号并产生正和负CP时钟信号发送到所述时序 逻辑电路；所述时序逻辑电路用于接收所述电平转换接口电路处理过的时钟信号并产生所 需要的时序信号发送到所述多路选通电路；所述多路选通电路将触发信号送入所述左/右 眼L邸精密标准源恒流驱动电路作为触发信号，用于实现L邸芯片刺激模式的选择；所述脑 电采集卡信号同步接口电路与所述多路选通电路连接用于产生与光刺激同步的电信号，并 将光刺激同步的电信号送入所述脑电采集卡作为与脑电信号同步的参考信号；所述电源及 滤波电路用于为所有电路芯片供电，并对芯片电源和地提供去禪电容滤波。
[0009] 所述电平转换接口电路由接插件JUH极管QUH极管Q7、接地电阻R5和R24、限 流电阻R3和R23、电阻R22、电阻R6、反相器U6A、反向器U6B和反向器U6C组成；所述电阻 R3 -端连接所述插件Jl的输出端，所述电阻R3另一端连接所述H极管Ql的基极；所述电 阻R5-端连接所述H极管Ql的基极，所述电阻R5的另一端接地；所述电阻R6-端连接所 述H极管Ql的发射极，所述电阻R6的另一端接地；所述电阻R23的一端连接所述H极管Ql 的发射极，所述电阻R23的另一端连接所述H极管Q7的基极；所述电阻R24的一端连接所 述H极管Q7的基极，所述电阻R24的另一端接地；所述电阻R22的一端连接所述H极管Q7 的集电极，所述电阻R22的另一端接5V电源；所述反相器U6A的输入端连接所述H极管Q7 的集电极；所述反相器U6B的输入端连接所述反相器U6A的输入端，所述反相器U6B的输出 端连接所述反相器U6C的输入端。
[0010] 所述时序逻辑电路由JK触发器U4A、JK触发器U4B、电阻R12、电阻R13、按键开关 SV2、电阻R17、电阻R18、按键开关SV3、四个输入与口 U2A、U2B、U2C和U2D ;所述反相器U6A 的输出端并联连接所述JK触发器U4A的瓦反、JK触发器U4B的瓦反、输入与口 U2A的输 入端IA和输入与口 U2B的输入端2B ;所述JK触发器U4A的K输入端、J输入端和VCC电源 端连接5V电源；所述电阻R12的一端连接5V电源，所述电阻R12的另一端连接所述JK触发 器U4A的召友；所述电阻R13的一端连接5V电源，另一端连接所述JK触发器U4A的;^ ; 所述JK触发器U4A的GND接地，所述JK触发器U4A的Q输出端与所述输入与口 U2A的输 入端IB相连，所述JK触发器U4A的曼输出端与所述输入与口 U2B的输入端2A相连；所述 按键开关SV2的一端连接所述JK触发器U4A的瓦^，所述按键开关SV2的另一端接地；所 述JK触发器U4B的J输入端、K输入端和VCC电源端连接5V电源；所述电阻R17的一端连 接5V电源，所述电阻R17的另一端连接所述JK触发器U4B的瓦:曼；所述电阻R18的一端连 接5V电源，另一端连接JK所述触发器U4B的;所述按键开关SV3的一端连接所述JK 触发器U4B的瓦^，所述按键开关SV3的另一端接地；所述JK触发器U4B的Q输出端连接 所述输入与口 U2D的输入端4A，所述JK触发器U4B的0输出端连接所述输入与口 U2C的输 入端3A。
[0011] 所述多路选通电路由双路八位开关SWl组成，所述双路八位开关SWl的第一输入 端与所述输入与口 U2A的IY输出端连接；第二输入端息空；第H输入端与所述输入与口 U2A的IY输出端连接；第四输入端与所述反相器U6A的输出端连接；第五输入端与所述输 入与口 U2D的输出端连接；第六输入端与所述JK触发器U4B的/Q输出端连接；第走输入 端与所述JK触发器U4A的Q输出端连接；第八输入端与所述输入与口 U2B的输出端连接； 第九输入端息空；第十输入端与所述输入与口 U2B的输出端连接；第十一输入端与所述输 入与口 U2B的输出端相连；第十二输入端与所述反相器U6A的输出端连接；第十H输入端 与所述JK触发器U4B的Q输出端连接；第十四输入端与所述输入与口 U2C的输出端连接； 第十五输入端与所述输入与口 U2A的输出端连接；第十六输入端与所述JK触发器U4A的/ Q输出端连接；第十走输出端与所述L邸精密标准源恒流驱动电路的电阻R20的一端、输入 或口 U3A的输入端IB连接；第十八输出端与所述L邸精密标准源恒流驱动电路的电阻Rll 的一端、输入与口 U3A的输入端IA连接。
[0012] 所述L邸精密标准源恒流驱动电路包括电压基准源Ul、电压基准源呪、电阻RU 电阻R2、电阻R10、电阻R11、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电 阻R25、电阻R26、H极管Q3、H极管Q4、H极管Q5、H极管Q6、L邸给光结构中的LED芯片 D2、L邸给光结构中的LED芯片D3、LED亮度调节旋钮WULED亮度调节旋钮W3、LED电流显 示电路J3、LED电流显示电路J4和双路两位开关SW4 ;所述电阻Rll的另一端连接所述H 极管Q4的基极；所述电阻R14的一端连接所述H极管Q4的基极，另一端接地；所述H极管 Q4的发射极接地；所述H极管Q4的集电极并联连接所述电阻R2和电阻RlO的一端，所述 电阻R2的另一端与所述电压基准源Ul的阴极连接，所述电阻RlO的另一端与所述电压基 准源Ul的阳极连接，所述电压基准源Ul的阴极并联连接12V电源、电阻Rl和电阻R25的 一端；所述电阻Rl的另一端与所述双路两位开关SW4的一组常开触点连接，所述电阻R25 的另一端与所述双路两位开关SW4的一组常闭触点连接，所述双路两位开关SW4的一组公 共端与所述L邸亮度调节旋钮化的滑动端连接，所述L邸亮度调节旋钮化的固定端与所 述H极管Q3的发射极连接，所述H极管Q3的基极与所述电压基准源Ul的阳极连接，所述 H极管Q3的集电极与所述L邸给光结构中的L邸芯片D2的阳极连接，所述L邸给光结构 中的LED芯片D2的阴极与LED电流显示电路J3的信号输入端连接，所述LED电流显示电 路J3的信号地和电源地接地，电源接5V电源。所述电阻R20的一端与所述H极管Q6的基 极、电阻R21的一端连接，所述电阻R21的另一端接地，所述H极管Q6发射极接地。所述H 极管Q6的集电极与电阻R16的一端、电阻R19的一端连接，所述电阻R16的另一端与所述 电压基准源U5的阴极连接，所述电阻R19的另一端与所述电压基准源U5的阳极连接，所述 电压基准源呪的阴极与12V电源、电阻R15的一端、电阻R26的一端连接；所述电阻R26的 另一端与所述双路两位开关SW4的另一组常开触点连接、电阻R15的另一端与双路两位开 关SW4的另一组常闭触点连接，所述双路两位开关SW4的另一组公共端与所述L邸亮度调 节旋钮W3的滑动端连接，LED亮度调节旋钮W3的固定端与H极管Q5的发射极连接，所述 H极管Q5的基极与所述电压基准源呪的阳极连接，所述H极管Q5的集电极与所述L邸给 光结构中的LED芯片D3的阳极连接，所述L邸给光结构中的LED芯片D3的阴极与LED电 流显示电路J4的信号地和电源地接地，电源接5V电源。
[0013] 所述L邸给光结构包括磁力座交叉杆架、L邸支撑杆、L邸支撑杆连接套、两芯电缆 插头母头、两芯电缆插头公头插头、L邸及铅基板和L邸灯罩；所述磁力座交叉杆架的顶部 设置一具有两个相互正交圆孔的长方形金属块，所述L邸支撑杆穿过长方形金属块的正交 孔与所述磁力座交叉杆架通过螺栓锁紧固定；所述L邸支撑杆的一端套设有所述L邸支撑 杆连接套，所述L邸支撑杆连接套的外端通过螺纹连接所述两芯电缆插头公头，所述两芯 电缆插头公头通过插针连接所述两芯电缆插头母头，所述L邸支撑杆的另一端通过螺纹连 接所述L邸及铅基板，所述L邸及铅基板的外部套设所述L邸灯罩，所述L邸正极连接两芯 电缆其中一根电缆，LED负极连接两芯电缆中的另一根电缆。
[0014] 一种鸟类视觉刺激光分析记录系统，其特征在于；它包括一立体定位仪、一光刺激 信号发生器、一 LED给光结构、一光纤结构、一光纤分支结构、一光强测试模块、一英光分光 光度计和一计算机；鸟类固定在所述立体定位仪上，所述光刺激信号发生器通过电缆与所 述L邸给光结构连接用于激发L邸给光结构发出L邸光信号，所述L邸给光结构连接所述 光纤结构的输入端，所述光纤结构的输出端对准鸟类的其中一只眼睛用于发送L邸光信号 作为光刺激，鸟类的另一只眼睛的眼窝将衰减的L邸光信号发送到所述光纤分支结构的汇 总端，汇总端将从鸟类眼窝中衰减的LED光信号传递给各分支端，所述光纤分支结构的其 中一个分支端将接收的部分LED光信号发送到所述光强测试模块，所述光强测试模块将接 收到的光信号转换为电压信号发送到所述光刺激信号发生器；所述光纤分支结构的另一光 纤分支端将接收的部分LED光信号发送到所述英光分光光度计，所述英光分光光度计对接 收的LED光信号进行光谱扫描，并将光谱扫描结果发送到所述计算机进行分析。
[0015] 还包括一用于对所述光纤分支结构进行支撑的光纤分支结构支撑装置，它包括磁 力座交叉杆架、光电二极管放大电路插针连线护套、光电二极管放大电路、光纤与光电二极 管放大电路连接套、二分支光纤、止血敷料、二分支光纤凹槽夹持块和H维移动平台杆架； 所述磁力座交叉杆架的顶部设置一具有两个相互正交圆孔的长方形金属块，所述光电二极 管放大电路插针连线护套的一端穿过所述长方形金属块圆孔并通过螺栓与所述磁力座交 叉杆架锁紧固定，所述光电二极管放大电路插针连线护套的另一端连接所述光电二极管放 大电路，所述光电二极管放大电路通过所述光纤与光电二极管放大电路连接套连接所述二 分支光纤的其中一分支端，所述二分支光纤的另一分支光纤连接所述英光分光光度计，所 述二分支光纤的汇总端固定连接止血敷料；所述二分支光纤的汇总端通过所述二分支光纤 凹槽夹持块支撑固定，所述二分支光纤凹槽夹持块固定放置在所述H维移动平台杆架上。
[0016] 本发明由于采取W上技术方案，其具有W下优点；1、本发明中光刺激信号发生器 可W提供八种刺激模式，并且可W设置多种时间长度的CP时钟信号用于模式的循环刺激， 能够根据实验要求对不同状态下的光照度、波长、能量信息进行实时监控，也可W根据此反 馈信息对视觉光刺激信号进行调控。2、本发明利用双路八位开关实现刺激模式切换与模拟 开关和多路选通等方法相比具有最少的布线和稳定的工作状态。3、本发明的L邸精密标准 源恒流驱动电路而非PWM调光电路作为亮度调整方式，一方面可W提供稳定性较高的恒定 电流，另一方面恒定亮度更适用于视觉实验。4、本发明的电流显示电路可W指示当前通过 LED电流值，为后期数据分析作支持。5、本发明的照度电路可W接收照度探头反馈的电信 号，实时显示L邸照度，该种反馈方式为实现照度准确的光刺激提供保证。6、本发明的脑电 采集卡信号同步接口电路与脑电采集卡相连，可与其他分析软件扩展使用。7、本发明的LED 给光结构中L邸芯片配光曲线水平与垂直方向相同，再装配磨砂面30度角灯罩保证了出射 光线进入光纤的各方向均匀性。8、本发明的两分支光纤近似将等份的光分别送给实验动物 和反馈照度探头，用光纤投射出的光线更均匀，橡胶光纤罩的使用既可W防止光泄露又可 W实现与实验动物柔软接触；光纤及照度探头调整架可W保证两条分支光纤光路形状近似 相等，光信号通过照度探头用电路形式反馈照度信号，减少光路距离，尽可能减少由于光路 衰减形成的误差。9、本发明由于采用止血敷料，因此便于吸收组织液体。10、本发明设置有 英光分光光度计，利用高灵敏度英光分光光度计扫描光纤导入光所得的光谱结果优于现有 技术中的测量光谱的设备所得结果。本发明可W广泛应用于鸟类视觉刺激实时监控及光分 析过程中。

【专利附图】

【附图说明】
[0017] 图1是本发明鸟类视觉刺激实时监控系统示意图；
[0018] 图2是本发明鸟类视觉刺激光分析记录系统示意图；
[0019] 图3是本发明的光刺激模式及L邸亮度调整电路方框示意图；
[0020] 图4是本发明的光刺激模式及L邸亮度调整电路原理图，图4(a)是电平转换接口 电路原理示意图，图4(b)是时序逻辑电路原理示意图，图4(c)是多路选通电路原理示意 图，图4(d)是L邸精密标准源恒流驱动电路原理示意图，图4(e)是脑电采集卡信号同步接 口电路原理W意图；
[0021] 图5是本发明的8种光刺激模式信号示意图；
[0022] 图6是本发明的LED给光结构示意图；
[0023] 图7是本发明的光纤分支结构支撑装置结构示意图；
[0024] 图8是本发明的另一光纤分支结构支撑装置结构示意图。

【具体实施方式】
[00巧]下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0026] 如图1所示，本发明的鸟类视觉刺激实时监控系统包括一立体定位仪11、一记录 电极12、一脑电放大器13、一脑电米集卡14、一计算机15、一光刺激信号发生器16、一 LED 给光结构17、一光纤分支结构18和一照度探头19 ;实验鸟类固定在立体定位仪11上，记 录电极12的输入端插设在鸟类脑区，记录电极12的输出端连接脑电放大器13的输入端， 脑电放大器13的输出端连接脑电采集卡14的输入端，脑电采集卡14的输出端连接计算机 15 ;光刺激信号发生器16通过电缆与Lm)给光结构17连接用于激发L邸给光结构17发出 LED光信号，LED给光结构17连接光纤分支结构18的汇总端用于将LED光信号传递到光纤 分支结构18的各分支端，光纤分支结构18的其中一个分支端对准鸟类眼睛用于发送部分 L邸光信号作为光刺激，光刺激经由鸟类产生的脑电信号被记录电极12采集后发送到脑电 放大器13,脑电放大器13将信号放大后通过脑电信号采集卡14发送到计算机15进行实 时记录分析；光纤分支结构18的另一个分支端将部分L邸光信号发送到照度探头19进行 光照度探测，照度探头19将探测的电信号通过电缆传回给光刺激信号发生器16用于监测 LED光信号的照度值。
[0027] 本发明的鸟类视觉刺激实时监控系统可W适用于单眼模式（鸟类左眼或右眼）， 还可W适用于双眼模式（鸟类双眼），当本发明适用于双眼模式时，还包括一L邸给光结构、 一光纤分支结构和一照度探头；光刺激信号发生器16并联连接两个L邸给光结构17,两个 LED给光结构17同时发送LED光信号到两个光纤分支结构18的汇总端，每一个光纤分支结 构的其中一个分支端分别对准鸟类的两个眼睛用于发送部分L邸光信号作为光刺激，光刺 激经由鸟类产生的脑电信号被记录电极12采集后发送到脑电放大器13,脑电放大器13将 信号放大后通过脑电采集卡14发送到计算机15进行实时记录分析；每一个光纤分支结构 的另一个分支端分别将部分LED光信号发送到相应照度探头进行光照度探测，两照度探头 19将探测的电信号通过电缆传回给光刺激信号发生器16用于监测L邸光信号的照度值。
[0028] 如图2所示，本发明的鸟类视觉刺激光分析记录系统仅仅适用于单眼模式，包括 一立体定位仪21、一光刺激信号发生器22、一 LED给光结构23、一光纤结构24、一光纤分支 结构25、一光强测试模块26、一英光分光光度计27和一计算机28 ;实验鸟类固定在立体定 位仪21上，光刺激信号发生器22通过电缆与L邸给光结构23连接用于激发L邸给光结构 发出L邸光信号，L邸给光结构23连接光纤结构24的输入端，光纤结构24的输出端对准 鸟类的其中一只眼睛（此眼睛是完好的）用于发送L邸光信号作为光刺激，鸟类的另一只 眼睛（此眼的眼球已经摘除）的眼窝将衰减的L邸光信号发送到光纤分支结构25的汇总 端，汇总端将从鸟类眼窝中衰减的L邸光信号传递给各分支端，光纤分支结构25的其中一 个分支端将接收的部分LED光信号发送到光强测试模块26,光强测试模块26将接收到的光 强信号转换为电压信号发送到光刺激信号发生器22 ;光纤分支结构25的另一光纤分支端 将接收的部分L邸光信号发送到英光分光光度计27,英光分光光度计27对接收的L邸光 信号进行光谱扫描，并将光谱扫描结果发送到计算机28进行分析。当鸟类眼窝衰减光较弱 时（人眼观察不敏感时），光强测试模块26可W采用光电二极管放大电路，光电二极管放大 电路将接收到的光强信号转换为电压信号发送到光刺激信号发生器22,光刺激信号发生器 22将电压信号发送到六位半数字万用表，六位半数字万用表用于显示鸟类组织衰减光信号 的电压值。当鸟类眼窝衰减光较强时，光强测试模块26还可W采用照度探头，照度探头将 接收到的光强信号转换为电压信号发送到光刺激信号发生器22显示鸟类组织衰减光信号 的照度值。
[0029] 上述实施例中，光刺激信号发生器包括一电源滤波模块、一开关电源、一定时器、 一光刺激模式及LED亮度调整电路、一左眼LED电流显示电路、一右眼LED电流显示电路、 一左眼光刺激照度电路、一右眼光刺激照度电路、若干开关、若干按钮W及若干连接用接 口；其中，开关包括一光电二极管放大电路电源开关、一暂停开关和一复位开关；按钮包括 一左眼L邸亮度调节旋钮、一刺激模式选择旋钮、一右眼L邸亮度调节旋钮、一脑电采集电 位调整旋钮、一 LED亮度档旋钮、H左眼光刺激照度按钮和H右眼光刺激照度按钮；连接用 接口包括一左眼LED电缆接口、一右眼LED电缆接口、一左眼光刺激照度电路电缆接口、一 右眼光刺激照度电路电缆接口、一脑电采集卡电缆接口、一光电二极管放大电路电缆接口 和一六位半数字万用表电缆接口。
[0030] 其中，电源滤波模块的输入端连接市电用于对市电220V进行滤波，电源滤波模块 的输出端并联连接开关电源的输入端和定时器的供电输入端，用于给开关电源和定时器提 供电力。开关电源的输出端连接光刺激模式及L邸亮度调整电路的输入端用于为光刺激模 式及L邸亮度调整电路提供电力。复位开关和暂停开关分别与定时器的输入端连接，用于 控制定时器复位和暂停；定时器输出端与光刺激模式及LED亮度调整电路的信号输入端连 接，用于为L邸亮度调整电路提供时钟脉冲。
[0031] 光刺激模式及LED亮度调整电路的输入端还连接有若干旋钮，用于改变光刺激模 式及L邸亮度调整电路中的参数，其中，左眼L邸亮度调节旋钮（电位器）用于改变左眼 L邸给光结构中LED回路电流值；右眼L邸亮度调节旋钮（电位器）用于改变右眼L邸给 光结构中LED回路电流值；刺激模式选择旋钮用于改变左右眼L邸给光结构中L邸刺激模 式；脑电采集电位调整旋钮用于调整脑电同步信号电平幅度；L邸亮度档旋钮用于改变LED 给光结构中L邸的亮度范围。光刺激模式及LED亮度调整电路的输出端并联连接光电二极 管放大电路的电源开关、左眼LED电流显示电路、右眼LED电流显示电路、左眼LED电缆接 口、右眼LED电缆接口、脑电采集卡电缆接口、光电二极管放大电路电缆接口和六位半数字 万用表电缆接口；其中，光电二极管放大电路的电源开关用于控制光电二极管放大电路电 源通断孟眼LED电流显示电路用于显示左眼LED给光结构中LED回路电流值；右眼LED电 流显示电路用于显示右眼L邸给光结构中LED回路电流值；左眼LED电缆接口用于连接左 眼L邸给光结构；右眼L邸电缆接口用于连接右眼L邸给光结构；脑电采集卡电缆接口用于 连接脑电采集卡并将脑电同步信号从光刺激模式及L邸亮度调整电路送入脑电采集卡；光 电二极管放大电路电缆接口用于连接光电二极管放大电路并将转换的电信号发送到六位 半数字万用表电缆接口，六位半数字万用表电缆接口用于连接六位半数字万用表，六位半 数字万用表电缆接口再将电信号发送到六位半数字万用表。
[0032] 左眼光刺激照度电路与左眼光刺激照度电路电缆接口相连用于连接左眼照度探 头并将左眼照度探头电信号发送到左眼光刺激照度电路；右眼光刺激照度电路与右眼光刺 激照度电路电缆接口相连用于连接右眼照度探头并将右眼照度探头电信号发送到右眼光 刺激照度电路。左眼光刺激照度按钮与左眼光刺激照度电路相连用于改变左眼光刺激照度 电路参数，右眼光刺激照度按钮与右眼光刺激照度电路相连用于改变右眼光刺激照度电路 参数。
[0033] 上述各实施例中，如图3所示，光刺激模式及L邸亮度调整电路包括电平转换接口 电路31、时序逻辑电路32、多路选通电路33、左/右眼LED精密标准源恒流驱动电路34、脑 电采集卡信号同步接口电路35、LED芯片36、电源及滤波电路37。
[0034] 其中，如图4 (a)所示，电平转换接口电路31用于将定时器输出的时钟脉冲信号CP 转换为适用于CMOS电平和TTL电平芯片工作的信号并产生正和负CP时钟信号发送到时序 逻辑电路，电平转换接口电路还包括用于消除时钟信号中可能引起的微小误动作信号的防 干扰电路。其中，电平转换接口电路由接插件JUH极管QUH极管Q7、接地电阻（电阻R5 和电阻R24)、限流电阻（电阻R3和电阻R23)、电阻R22、电阻R6、反相器U6A、反向器U6B和 反向器U6C组成。电阻R3-端连接接插件Jl的输出端，电阻R3另一端连接H极管Ql的 基极；电阻R5 -端连接H极管Ql的基极，电阻R5的另一端接地；电阻R6 -端连接H极管 Ql的发射极，电阻R6的另一端接地；电阻R23的一端连接H极管Ql的发射极，电阻R23的 另一端连接H极管Q7的基极；电阻R24的一端连接H极管Q7的基极，电阻R24的另一端接 地；电阻R22的一端连接立极管Q7的集电极，电阻R22的另一端接5V电源；反相器U6A的 输入端连接H极管Q7的集电极；反相器U她的输入端连接反相器U6A的输入端，反相器U6B 的输出端连接反相器U6C的输入端连接。反相器U6C的输出端与输入与口 U2C的3B输入 端和输入与口 U2D的4B输入端连接。其中，电阻R3、电阻R5、电阻R6和H极管Ql组成跟 随器将定时器输出的2v高电平CP转为TTL电平；H极管Q7与电阻R22、电阻R23和电阻 R24组成反相器用于提高输出负载能力；经过电平变换的信号通过U6A变为CP而经过反相 器U6B和反相器U6C，信号变为/CP，反相器U6主要负责CP方波的整形，去除上升与下降沿 的震荡。上述电路中，电阻R5和电阻R24在没有高电位经过H极管Ql和H极管Q7的基极 时将H极管基极嵌在地电位，防止H极管由于干扰信号误动作。
[00巧]如图4(b)所示，时序逻辑电路32用于接收电平转换接口电路处理过的时钟信号 并产生所需要的时序信号，时序逻辑电路产生的脉冲波形发送到多路选通电路。时序逻辑 电路由JK触发器U4A、JK触发器U4B、电阻R12、电阻R13、按键开关SV2、电阻R17、电阻R18、 按键开关SV3、四个输入与口扣2A、U2B、U2C和U2D);反相器U6A的输出端并联连接JK触 发器U4A的远置、JK触发器U4B的瓦衣、输入与口 U2A的输入端IA和输入与口 U2B的输 入端2B ; JK触发器U4A的K输入端、J输入端和VCC电源端连接5V电源；电阻R12的一端 连接5V电源，电阻R12的另一端连接JK触发器U4A的瓦^ ;电阻R13的一端连接5V电源， 另一端连接JK触发器U4A的; JK触发器U4A的GND接地，JK触发器U4A的Q输出端 与输入与口 U2A的输入端IB相连，JK触发器U4A的e输出端与输入与口 U2B的输入端2A 相连；按键开关SV2的一端连接JK触发器U4A的瓦^，按键开关SV2的另一端接地；JK触 发器U4B的J输入端、K输入端）和VCC电源端连接5V电源；电阻R17的一端连接5V电 源，电阻R17的另一端连接JK触发器U4B的召灰；电阻R18的一端连接5V电源，另一端连 接JK触发器U4B的;按键开关SV3的一端连接JK触发器U4B的打^，按键开关SV3 的另一端接地；JK触发器U4B的Q输出端连接输入与口 U2D的输入端4A，JK触发器U4B的 0输出端连接输入与口 U2C的输入端3A。
[0036] 上述电路中，JK触发器U4A和JK触发器U4B组成了 D触发器，电阻R12、电阻R13、 电阻R17、电阻R18、按键开关SV2、按键开关SV3决定了电路的工作状态。经过JK触发器 U4生成分频信号Ql、/Ql、Q2、/Q2再与CP信号进行与运算得到A、B、C、D四组信号，该八组 信号将组合为八种刺激模式。时序逻辑电路利用JK触发器U4芯片后沿触发特点使得本次 生成的信号Q或/Q稳定后与下一次CP做与运算，该种实现方式巧妙的规避了有可能因为 电路中的竞争冒险现象造成的时序逻辑混乱，增加了信号可靠度。如图5所示，L邸光刺激 下的工作模式包括八种显示模式：
[0037] 第一种显示模式：在第一个CP高电平时左眼L邸点亮，第一个CP低电平和第二个 CP左眼L邸媳灭，右眼L邸始终媳灭，依次循环。
[0038] 第二种显示模式；第一个CP高电平时，右眼LED点亮，第一个CP低电平和第二个 CP时右眼L邸媳灭，左眼L邸始终媳灭，依次循环。
[0039] 第H种显示模式；在第一个时钟脉冲CP为高电平时，左眼L邸点亮，此时右眼LED 媳灭，在第一个CP为低电平时两眼L邸都媳灭。在第二个CP高电平时右眼L邸点亮，左眼 L邸媳灭，在第二个CP低电平时双眼L邸媳灭，依次循环。
[0040] 第四种显示模式：在CP高电平时双眼L邸同时点亮，在CP低电平时双眼L邸都媳 灭，依次循环。
[0041] 第五种显示模式；第一个CP左眼L邸点亮，右眼L邸在第一个CP高电平点亮低电 平媳灭，在第二个CP双眼L邸都媳灭，依次循环。
[0042] 第六种显示模式；第一个CP右眼L邸点亮，左眼L邸在第一个CP高电平点亮低电 平媳灭，在第二个CP双眼L邸都媳灭，依次循环。
[0043] 第走种显示模式；第一个CP左眼L邸点亮，右眼L邸在第一个CP高电平媳灭低电 平点亮，在第二个CP双眼L邸都媳灭，依次循环。
[0044] 第八种显示模式；第一个CP右眼L邸点亮，左眼L邸在第一个CP高电平媳灭低电 平点亮，在第二个CP双眼L邸都媳灭，依次循环。
[0045] 如图4(c)所示，双路八位开关SWl用于实现刺激模式的选择，并将触发信号发送 到L邸精密标准源恒流驱动电路作为触发信号，多路选通电路33由双路八位开关SWl组 成，双路八位开关SWl的第一输入端1与输入与口 U2A的IY输出端连接；双路八位开关SWl 的第二输入端2息空，双路八位开关SWl的第H输入端3与输入与口 U2A的IY输出端连接； 双路八位开关SWl的第四输入端4与反相器U6A的输出端连接；双路八位开关SWl的第五 输入端与输入与口 U2D的输出端连接；双路八位开关SWl的第六输入端6与JK触发器U4B 的/Q输出端连接；双路八位开关SWl的第走输入端7与JK触发器U4A的Q输出端连接； 双路八位开关SWl的第八输入端8与输入与口 U2B的输出端连接；双路八位开关SWl的第 九输入端9息空；双路八位开关SWl的第十输入端10与输入与口 U2B的输出端连接；双路 八位开关SWl的第十一输入端11与输入与口 U2B的输出端相连；双路八位开关SWl的第 十二输入端12与反相器U6A的输出端连接；双路八位开关SWl的第十H输入端13与JK触 发器U4B的Q输出端连接；双路八位开关SWl的第十四输入端14与输入与口 U2C的输出端 连接；双路八位开关SWl的第十五输入端15与输入与口 U2A的输出端连接；双路八位开关 SWl的第十六输入端16与JK触发器U4A的/Q输出端连接；双路八位开关SWl的第十走输 出端17与电阻R20的一端、输入或口 U3A的输入端IB连接；双路八位开关SWl的第十八输 出端18与电阻Rll的一端、输入与口 U3A的输入端IA连接。多路选通电路摄弃了利用多 路选通芯片或模拟开关的传统设计思路，利用布线结构和双路八位开关作为信号传输媒介 实现多路选通。双路八位开关SWl的两组端子分别接左右眼的8种信号，双路八位开关SWl 的第十走输出端17和第十八输出端18分别接左右眼L邸精密标准源恒流驱动电路。该种 设计使PCB布线最少减少电路复杂度，在低频状态工作稳定可靠，触点接触电阻小并且可 在仪器不通电时进行模式选择。
[0046] 如图4 (d)所示，L邸精密标准源恒流驱动电路34用于为L邸提供稳定的电流输入 并对产生的电流实现无级连续调整。L邸精密标准源恒流驱动电路包括电压基准源U1、电 压基准源U5、电阻RU电阻R2、电阻R10、电阻R11、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R19、 电阻R20、电阻R21、电阻R25、电阻R26、H极管Q3、H极管Q4、H极管Q5、H极管Q6、L邸给 光结构中的LED芯片D2、L邸给光结构中的LED芯片D3、LED亮度调节旋钮Wl、LED亮度调 节旋钮W3、LED电流显示电路J3、LED电流显示电路J4和双路两位开关SW4。电阻Rll的 另一端连接H极管Q4的基极；电阻R14的一端连接H极管Q4的基极，另一端接地；H极管 Q4的发射极接地；H极管Q4的集电极并联连接电阻R2和电阻RlO的一端，电阻R2的另一 端与电压基准源Ul的阴极连接，电阻RlO的另一端与电压基准源Ul的阳极连接，电压基 准源Ul的阴极并联连接12V电源、电阻Rl和电阻R25的一端；电阻Rl的另一端与双路两 位开关SW4的一组常开触点连接，电阻R25的另一端与双路两位开关SW4的一组常闭触点 连接，双路两位开关SW4的一组公共端与LED亮度调节旋钮化的滑动端连接，LED亮度调 节旋钮化的固定端与H极管Q3的发射极连接，H极管Q3的基极与电压基准源Ul的阳极 连接，H极管Q3的集电极与L邸给光结构中的LED芯片D2的阳极连接，L邸给光结构中的 LED芯片D2的阴极与LED电流显示电路J3的信号输入端连接，LED电流显示电路J3的信 号地和电源地接地，电源接5V电源。电阻R20的一端与H极管Q6的基极、电阻R21的一端 连接，电阻R21的另一端接地，H极管Q6发射极接地。H极管Q6的集电极与电阻R16的一 端、电阻R19的一端连接，电阻R16的另一端与电压基准源呪的阴极连接，电阻R19的另一 端与电压基准源U5的阳极连接，电压基准源U5的阴极与12V电源、电阻R15的一端、电阻 R26的一端连接。电阻R26的另一端与双路两位开关SW4的另一组常开触点连接、电阻R15 的另一端与双路两位开关SW4的另一组常闭触点连接，双路两位开关SW4的另一组公共端 与LED亮度调节旋钮W3的滑动端连接，LED亮度调节旋钮W3的固定端与H极管Q5的发射 极连接，H极管Q5的基极与电压基准源U5的阳极连接，H极管Q5的集电极与L邸给光结 构中的LED芯片D3的阳极连接，L邸给光结构中的L邸芯片D3的阴极与LED电流显示电 路J4的信号地和电源地接地，电源接5V电源。
[0047] 下面W左眼L邸精密标准源恒流驱动电路为例说明L邸精密标准源恒流驱动电路 结构，该结构采用达林顿结构提升H极管带负载能力，H极管Q4、H极管Q3分别作为达林 顿管的基极和发射极。电阻Rll和电阻R2为H极管Q4设定工作点，电阻R14保证H极管 Q4在无信号时，保证地电位。电压基准源Ul与电阻Rl (或电阻R25)、LED亮度调节旋钮化、 H极管Q3的基极并联，保证电阻Rl (或电阻R25)、L邸亮度调节旋钮WUH极管Q3的基极 恒压，因此在电压一定的基础上改变L邸亮度调节旋钮化的阻值就可改变回路电流，从而 改变L邸亮度。电压基准源Ul为高精度稳压管从而保证了电流的稳定性。双路两位开关 SW4和电阻RU电阻R25组成L邸亮度档调整电路，通过在回路中选择不同电阻设置回路基 础电流值。LED芯片用于对鸟类眼睛产生光刺激，该芯片0?180度和90?270度配光曲 线相同，无论在沿轴向任何角度旋转都使轴向方向光强均匀。
[004引如图4(e)所示，脑电采集卡信号同步接口电路35与多路选通电路33连接用于产 生与光刺激同步的电信号，并将光刺激同步的电信号送入脑电采集卡作为与脑电信号同步 的参考信号，其电路还可W调整电平输出幅值与CMOS电路和TTL电路相匹配。该电路包含 指示灯电路，可W在信号经过时点亮。脑电采集卡信号同步接口电路包括电阻R7、电阻R8、 输入或口 U3A、电阻R4、电阻R9、信号指示灯DUH极管Q2、脑电采集电位调整旋钮W2和脑 电采集卡电缆接口 J2。电阻R7的一端与输入或口 U3A的第一输入端IA连接，另一端接地； 电阻R8的一端与输入或口 U3A的第二输入端IB连接，电阻R8的另一端接地。输入或口 U3A的输出端IY与电阻R4 -端连接，电阻R4的另一端并联连接电阻R9的一端、H极管Q2 的基极和信号指示灯Dl的阳极，电阻R9的另一端接地，信号指示灯Dl的阴极接地，H极管 Q2的集电极连接5V电源，H极管Q2的发射极与脑电采集电位调整旋钮W2的一端连接，脑 电采集电位调整旋钮W2的滑动端与脑电采集卡电缆接口 J2连接，脑电采集电位调整旋钮 W2的另一固定端接地。四输入或口 U3A将左右眼L邸驱动信号H1、肥求或运算发送到由 电阻R4、R9、旋钮W2、信号指示灯Dl和H极管Q2组成的跟随器电路，通过调整脑电采集电 位调整旋钮W2的阻值实现输出电压的变化，Dl为信号指示灯，当有刺激信号发生时，Dl点 亮。化和肥必须进行或运算才能在脑电采集卡里产生能够区分左右眼的信号。
[0049] 电源及滤波电路37用于为所有电路芯片供电，并对芯片电源和地提供去禪电容 滤波，为上述所有模块提供能量并去除干扰。电源及滤波模块主要将正负15V转换为12V、 9V、5V，并为各芯片添加去禪电容消除电源及芯片间干扰。12V为L邸精密标准源恒流驱动 电路供电，9V为光刺激照度电路供电，5V为所有的数字芯片供电。
[0050] 上述各实施例中，如图6所示，L邸给光结构包括磁力座交叉杆架41、LED支撑杆 42、LED支撑杆连接套43、两芯电缆插头公头插头44、两芯电缆插头母头45、LED及铅基板 46和L邸灯罩47,磁力座交叉杆架41的顶部设置一具有两个相互正交圆孔的长方形金属 块，L邸支撑杆42穿过长方形金属块的正交孔与磁力座交叉杆架41通过螺栓锁紧固定； L邸支撑杆42的一端套设有L邸支撑杆连接套43, L邸支撑杆连接套43的外端通过螺纹 连接两芯电缆插头公头44,两芯电缆插头公头44通过插针连接两芯电缆插头母头45, LED 支撑杆42的另一端通过螺纹连接L邸及铅基板46, L邸及铅基板46的外部套设L邸灯罩 47，LED正极连接两芯电缆其中一根电缆，L邸负极连接两芯电缆中的另一根电缆；其中，铅 基板用于给LED散热，LED灯罩47采用表面磨砂，内部30度夹角的玻璃罩，目的是用于成 30度角投射光线。
[0051] 上述各实施例中，如图7所示，还包括一用于对光纤分支结构进行支撑的光纤分 支结构支撑装置，它包括磁力座交叉杆架51、二分支光纤52、光纤及照度探头调整架53、L 型调整架54、照度探头55、用于消除杂散光对照度测量影响的照度探头密封盒56、二分支 光纤夹持块57和橡胶光纤罩58 ;磁力座交叉杆架51的顶部设置一具有两个相互正交圆孔 的长方形金属块，二分支光纤52的汇总端穿过长方形金属块的正交圆孔与磁力座交叉杆 架51通过螺栓锁紧固定。光纤及照度探头调整架53包括一底座531，底座531顶部固定设 置一支撑杆532,支撑杆532的顶部固定设置L型调整架54, L型调整架54的外侧固定设置 照度探头密封盒56, L型调整架54的底部固定设置具有圆形通孔的二分支光纤夹持块57 ; 二分支光纤52的其中一分支穿过照度探头密封盒56连接照度探头55,另一分支光纤穿过 二分只光纤夹持块57的圆孔并通过螺栓锁紧固定，且另一分支光纤的外端部套接一橡胶 光纤罩58。
[0052] 上述各实施例中，如图8所示，采用本发明的鸟类视觉刺激光分析记录系统进行 实验时，还包括一用于对光纤分支结构进行支撑的光纤分支结构支撑装置，它包括磁力座 交叉杆架61、光电二极管放大电路插针连线护套62、光电二极管放大电路63、光纤与光电 二极管放大电路连接套64、二分支光纤65、止血敷料66、二分支光纤凹槽夹持块67和H维 移动平台杆架68。磁力座交叉杆架61的顶部设置一具有两个相互正交圆孔的长方形金属 块，光电二极管放大电路插针连线护套62的一端穿过长方形金属块圆孔并通过螺栓与磁 力座交叉杆架61锁紧固定，光电二极管放大电路插针连线护套62的另一端连接光电二极 管放大电路63,光电二极管放大电路63通过光纤与光电二极管放大电路连接套64连接二 分支光纤65的其中一分支端，二分支光纤65的另一分支光纤连接英光分光光度计，二分支 光纤汇总端固定连接止血敷料66(实际使用时可W止血敷料卷成桶套在二分支光纤汇总 端），止血敷料66用于在插入鸟类眼睛内部时吸收创伤面渗出液，防止渗出液覆盖在光纤 表面。二分支光纤65的汇总端通过二分支光纤凹槽夹持块67支撑，并采用锁紧螺丝固定， 二分支光纤凹槽夹持块67固定放置在H维移动平台杆架68上，H维移动平台杆架68用于 调整光纤汇总端进入鸟类眼窝的位置。
[0053] 上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都 是可W有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除 在本发明的保护范围之外。
【权利要求】
1. 一种鸟类视觉刺激实时监控系统，其特征在于：它包括一立体定位仪、一记录电极、 一脑电放大器、一脑电采集卡、一计算机、一光刺激信号发生器、一 LED给光结构、一光纤分 支结构和一照度探头；鸟类固定在所述立体定位仪上，所述记录电极的输入端插设在鸟类 脑区，所述记录电极的输出端连接所述脑电放大器的输入端，所述脑电放大器的输出端连 接所述脑电采集卡的输入端，所述脑电采集卡的输出端连接所述计算机； 所述光刺激信号发生器通过电缆与所述LED给光结构连接用于激发所述LED给光结构 发出LED光信号，所述LED给光结构连接所述光纤分支结构的汇总端用于将LED光信号传 递到所述光纤分支结构的各分支端，所述光纤分支结构的其中一个分支端对准鸟类眼睛用 于发送部分LED光信号作为光刺激，光刺激经由鸟类产生的脑电信号被所述记录电极采集 后发送到所述脑电放大器，所述脑电放大器将信号放大后通过所述脑电信号采集卡发送到 计算机进行实时记录分析；所述光纤分支结构的另一个分支端将部分LED光信号发送到所 述照度探头进行光照度探测，所述照度探头将探测的电信号通过电缆传回给所述光刺激信 号发生器用于监测LH)光信号的照度值。
2. 如权利要求1所述的一种鸟类视觉刺激实时监控系统，其特征在于：当适用于双眼 模式时，还包括有一 LED给光结构、一光纤分支结构和一照度探头；所述光刺激信号发生器 并联连接两个所述LH)给光结构，两个所述LH)给光结构同时发送LED光信号到两个所述 光纤分支结构的汇总端，每一个所述光纤分支结构的其中一个分支端分别对准鸟类的两个 眼睛用于发送部分LED光信号作为光刺激，光刺激经由鸟类产生的脑电信号被所述记录电 极采集后发送到所述脑电放大器，所述脑电放大器将信号放大后通过所述脑电采集卡发送 到所述计算机进行实时记录分析；每一个所述光纤分支结构的另一个分支端分别将部分 LED光信号发送到相应照度探头进行光照度探测，两所述照度探头将探测的电信号通过电 缆传回给所述光刺激信号发生器用于监测LED光信号的照度值。
3. 如权利要求1或2所述的一种鸟类视觉刺激实时监控系统，其特征在于：所述光刺 激信号发生器包括一电源滤波模块、一开关电源、一定时器、一光刺激模式及LED亮度调整 电路、一左眼LED电流显示电路、一右眼LED电流显示电路、一左眼光刺激照度电路、一右眼 光刺激照度电路、若干开关、若干按钮以及若干连接用接口；其中，开关包括一光电二极管 放大电路电源开关、一暂停开关和一复位开关；按钮包括一左眼LED亮度调节旋钮、一刺激 模式选择旋钮、一右眼LED亮度调节旋钮、一脑电采集电位调整旋钮、一 LED亮度档旋钮、三 左眼光刺激照度按钮和三右眼光刺激照度按钮；连接用接口包括一左眼LED电缆接口、一 右眼LED电缆接口、一左眼光刺激照度电路电缆接口、一右眼光刺激照度电路电缆接口、一 脑电采集卡电缆接口、一光电二极管放大电路电缆接口和一六位半数字万用表电缆接口； 其中，所述电源滤波模块的输入端连接市电用于对市电220V进行滤波，所述电源滤波 模块的输出端并联连接所述开关电源的输入端和所述定时器的供电输入端；所述开关电源 的输出端连接所述光刺激模式及LED亮度调整电路的输入端，所述复位开关和暂停开关分 别与所述定时器的输入端连接，所述定时器输出端与所述光刺激模式及LED亮度调整电路 的信号输入端连接；所述光刺激模式及LED亮度调整电路的输入端还连接有若干旋钮，用 于改变光刺激模式及LED亮度调整电路中的参数，其中，所述左眼LED亮度调节旋钮用于改 变左眼LED给光结构中LED回路电流值，所述右眼Lm)亮度调节旋钮用于改变右眼Lm)给 光结构中LED回路电流值，所述刺激模式选择旋钮用于改变左右眼LED给光结构中LH)刺 激模式，所述脑电采集电位调整旋钮用于调整脑电同步信号电平幅度，所述LED亮度档旋 钮用于改变LED给光结构中LED的亮度范围，所述光刺激模式及LED亮度调整电路的输出 端并联连接光电二极管放大电路的电源开关、左眼LED电流显示电路、右眼LED电流显示电 路、左眼LED电缆接口、右眼LED电缆接口、脑电采集卡电缆接口、光电二极管放大电路电缆 接口和六位半数字万用表电缆接口；其中，所述光电二极管放大电路的电源开关用于控制 光电二极管放大电路电源通断；所述左眼LED电流显示电路用于显示左眼LED给光结构中 LED回路电流值，所述右眼LED电流显示电路用于显示右眼LH)给光结构中LED回路电流 值，所述左眼LED电缆接口用于连接左眼LED给光结构，所述右眼LED电缆接口用于连接右 眼LED给光结构，所述脑电采集卡电缆接口用于连接所述脑电采集卡并将脑电同步信号从 光刺激模式及LED亮度调整电路送入所述脑电采集卡；所述光电二极管放大电路电缆接口 用于连接光电二极管放大电路并将转换的电信号发送到所述六位半数字万用表电缆接口， 所述六位半数字万用表电缆接口用于连接六位半数字万用表；所述左眼光刺激照度电路与 左眼光刺激照度电路电缆接口相连用于连接左眼照度探头并将左眼照度探头电信号发送 到所述左眼光刺激照度电路；所述右眼光刺激照度电路与所述右眼光刺激照度电路电缆接 口相连用于连接右眼照度探头并将右眼照度探头电信号发送到所述右眼光刺激照度电路； 所述左眼光刺激照度按钮与所述左眼光刺激照度电路相连用于改变所述左眼光刺激照度 电路参数，所述右眼光刺激照度按钮与所述右眼光刺激照度电路相连用于改变右眼光刺激 照度电路参数。
4. 如权利要求3所述的一种鸟类视觉刺激实时监控系统，其特征在于：所述光刺激模 式及LED亮度调整电路包括电平转换接口电路、时序逻辑电路、多路选通电路、左/右眼LED 精密标准源恒流驱动电路、LED芯片、脑电采集卡信号同步接口电路、电源及滤波电路；所 述电平转换接口电路用于将定时器输出的时钟脉冲信号CP转换为适用于CMOS电平和TTL 电平芯片工作的信号并产生正和负CP时钟信号发送到所述时序逻辑电路；所述时序逻辑 电路用于接收所述电平转换接口电路处理过的时钟信号并产生所需要的时序信号发送到 所述多路选通电路；所述多路选通电路将触发信号送入所述左/右眼LED精密标准源恒流 驱动电路作为触发信号，用于实现LED芯片刺激模式的选择；所述脑电采集卡信号同步接 口电路与所述多路选通电路连接用于产生与光刺激同步的电信号，并将光刺激同步的电信 号送入所述脑电采集卡作为与脑电信号同步的参考信号；所述电源及滤波电路用于为所有 电路芯片供电，并对芯片电源和地提供去耦电容滤波。
5. 如权利要求4所述的一种鸟类视觉刺激实时监控系统，其特征在于：所述电平转换 接口电路由接插件J1、三极管Q1、三极管Q7、接地电阻R5和R24、限流电阻R3和R23、电阻 R22、电阻R6、反相器U6A、反向器U6B和反向器U6C组成；所述电阻R3 -端连接所述插件Jl 的输出端，所述电阻R3另一端连接所述三极管Ql的基极；所述电阻R5 一端连接所述三极 管Ql的基极，所述电阻R5的另一端接地；所述电阻R6 -端连接所述三极管Q1的发射极， 所述电阻R6的另一端接地；所述电阻R23的一端连接所述三极管Ql的发射极，所述电阻 R23的另一端连接所述三极管Q7的基极；所述电阻R24的一端连接所述三极管呎的基极， 所述电阻R24的另一端接地；所述电阻R22的一端连接所述三极管呎的集电极，所述电阻 R22的另一端接5V电源；所述反相器U6A的输入端连接所述三极管呎的集电极；所述反相 器U6B的输入端连接所述反相器U6A的输入端，所述反相器U 6B的输出端连接所述反相器 U6C的输入端。 、 、。
6. 如权利要求5所述的一种鸟类视觉刺激实时监控系统，其特征在于：所述时序逻辑 电路由JK触发器U4A、JK触发器U4B、电阻R12、电阻R13、按键开关SV2、电阻R17、电阻R18: 按键开关SV3、四个输入与门U2A、U 2B、U2C和U2D ;所述反相器TOA的输出端并联连接所述 JK触发器U4A ^iCLK、JK触发器U4B的ClK、输入与门U2A的输入端IA和输入与门U2B 的输入端2B ;所述JK触发器U4A的K输入端、J输入端和VCC电源端连接5V电源；所述电 阻R12的一端连接5V电源，所述电阻R12的另一端连接所述JK触发器U4A的CXi?;所述 电阻R13的一端连接5V电源，另一端连接所述JK触发器U4A的? f所述JK触发器U4A 的GND接地，所述JK触发器U4A的Q输出端与所述输入与门U2A的输入端IB相连，所述JK 触发器U4A的g输出端与所述输入与门U2B的输入端2A相连；所述按键开关SV2的一端 连接所述JK触发器U4A的，所述按键开关SV2的另一端接地；所述JK触发器U4B的J 输入端、K输入端和VCC电源端连接5V电源；所述电阻R17的一端连接5V电源，所述电阻 R17的另一端连接所述JK触发器U4B的_;所述电阻R18的一端连接5V电源，另一端连 接JK所述触发器U4B的.1-- 1y所述按键开关SV3的一端连接所述JK触发器U4B的CX/?， 所述按键开关SV3的另一端接地；所述JK触发器U4B的Q输出端连接所述输入与门U2D的 输入端4A，所述JK触发器U4B的这输出端连接所述输入与门U2C的输入端3A。
7. 如权利要求6所述的一种鸟类视觉刺激实时监控系统，其特征在于：所述多路选通 电路由双路八位开关SWl组成，所述双路八位开关SWl的第一输入端与所述输入与门U2A 的IY输出端连接；第二输入端悬空；第三输入端与所述输入与门U2A的IY输出端连接；第 四输入端与所述反相器U6A的输出端连接；第五输入端与所述输入与门U2D的输出端连接； 第六输入端与所述JK触发器U4B的/Q输出端连接；第七输入端与所述JK触发器U4A的Q 输出端连接；第八输入端与所述输入与门U2B的输出端连接；第九输入端悬空；第十输入端 与所述输入与门U2B的输出端连接；第十一输入端与所述输入与门U2B的输出端相连；第 十二输入端与所述反相器U6A的输出端连接；第十三输入端与所述JK触发器U4B的Q输出 端连接；第十四输入端与所述输入与门U2C的输出端连接；第十五输入端与所述输入与门 U2A的输出端连接；第十六输入端与所述JK触发器U4A的/Q输出端连接；第十七输出端与 所述LED精密标准源恒流驱动电路的电阻R20的一端、输入或门U3A的输入端IB连接；第 十八输出端与所述LED精密标准源恒流驱动电路的电阻Rll的一端、输入与门U3A的输入 端IA连接。
8. 如权利要求7所述的一种鸟类视觉刺激实时监控系统，其特征在于：所述LED精密 标准源恒流驱动电路包括电压基准源U1、电压基准源U5、电阻RU电阻R2、电阻R10、电阻 R11、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻咫5、电阻以6、三极管 Q3、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、LED给光结构中的LED芯片D2、LED给光结构中的LED 芯片D3、LED亮度调节旋钮Wl、LED亮度调节旋钮W3、LED电流显示电路J3、LED电流显示 电路J4和双路两位开关SW4 ;所述电阻Rll的另一端连接所述三极管Q4的基极；所述电阻 R14的一端连接所述三极管Q4的基极，另一端接地；所述三极管Q4的发射极接地；所述三 极管Q4的集电极并联连接所述电阻R2和电阻RlO的一端，所述电阻R2的另一端与所述电 压基准源Ul的阴极连接，所述电阻RlO的另一端与所述电压基准源H的阳极连接，所述电 压基准源Ul的阴极并联连接12V电源、电阻Rl和电阻R25的一端；所述电阻Rl的另一端 与所述双路两位开关SW4的一组常开触点连接，所述电阻R25的另一端与所述双路两位开 关SW4的一组常闭触点连接，所述双路两位开关SW4的一组公共端与所述LED亮度调节旋 钮Wl的滑动端连接，所述LED亮度调节旋钮Wl的固定端与所述三极管Q3的发射极连接，所 述三极管Q3的基极与所述电压基准源Ul的阳极连接，所述三极管Q3的集电极与所述LED 给光结构中的LED芯片D2的阳极连接,所述LH)给光结构中的LED芯片D2的阴极与Lm)电 流显示电路J3的信号输入端连接，所述LED电流显示电路J3的信号地和电源地接地，电源 接5V电源。所述电阻R20的一端与所述三极管Q6的基极、电阻R21的一端连接，所述电阻 R21的另一端接地，所述三极管Q6发射极接地。所述三极管Q6的集电极与电阻R16的一 端、电阻R19的一端连接，所述电阻R16的另一端与所述电压基准源U5的阴极连接，所述电 阻R19的另一端与所述电压基准源U5的阳极连接，所述电压基准源U5的阴极与12V电源、 电阻R15的一端、电阻R26的一端连接；所述电阻R26的另一端与所述双路两位开关SW4的 另一组常开触点连接、电阻R15的另一端与双路两位开关SW4的另一组常闭触点连接，所述 双路两位开关SW4的另一组公共端与所述LED亮度调节旋钮W3的滑动端连接，LED亮度调 节旋钮W3的固定端与三极管Q5的发射极连接，所述三极管Q5的基极与所述电压基准源U5 的阳极连接，所述三极管Q5的集电极与所述LED给光结构中的LED芯片D3的阳极连接，所 述LED给光结构中的LED芯片D3的阴极与LED电流显示电路J4的信号地和电源地接地， 电源接5V电源。
9. 如权利要求1或2或4或5或6或7或8所述的一种鸟类视觉刺激实时监控系统， 其特征在于：所述LED给光结构包括磁力座交叉杆架、LED支撑杆、LED支撑杆连接套、两芯 电缆插头母头、两芯电缆插头公头插头、LED及铝基板和LED灯罩；所述磁力座交叉杆架的 顶部设置一具有两个相互正交圆孔的长方形金属块，所述LED支撑杆穿过长方形金属块的 正交孔与所述磁力座交叉杆架通过螺栓锁紧固定；所述LED支撑杆的一端套设有所述LED 支撑杆连接套，所述LED支撑杆连接套的外端通过螺纹连接所述两芯电缆插头公头，所述 两芯电缆插头公头通过插针连接所述两芯电缆插头母头，所述LED支撑杆的另一端通过螺 纹连接所述LED及铝基板，所述LED及铝基板的外部套设所述LED灯罩，所述LED正极连接 两芯电缆其中一根电缆，LED负极连接两芯电缆中的另一根电缆。
10. -种鸟类视觉刺激光分析记录系统，其特征在于：它包括一立体定位仪、一光刺激 信号发生器、一 LED给光结构、一光纤结构、一光纤分支结构、一光强测试模块、一荧光分光 光度计和一计算机； 鸟类固定在所述立体定位仪上，所述光刺激信号发生器通过电缆与所述LED给光结构 连接用于激发LED给光结构发出LH)光信号,所述LH)给光结构连接所述光纤结构的输入 端，所述光纤结构的输出端对准鸟类的其中一只眼睛用于发送LED光信号作为光刺激，鸟 类的另一只眼睛的眼窝将衰减的LED光信号发送到所述光纤分支结构的汇总端，汇总端将 从鸟类眼窝中衰减的LH)光信号传递给各分支端,所述光纤分支结构的其中一个分支端将 接收的部分LED光信号发送到所述光强测试模块，所述光强测试模块将接收到的光信号转 换为电压信号发送到所述光刺激信号发生器；所述光纤分支结构的另一光纤分支端将接收 的部分LH)光信号发送到所述荧光分光光度计，所述荧光分光光度计对接收的LED光信号 进行光谱扫描，并将光谱扫描结果发送到所述计算机进行分析。 11?如权利要求10所述的一种鸟类视觉刺激光分析记录系统,其特征在于：还包括一 用于对所述光纤分支结构进行支撑的光纤分支结构支撑装置，它包括磁力座交叉杆架、光 电二极管放大电路插针连线护套、光电二极管放大电路、光纤与光电二极管放大电路连接 套、二分支光纤、止血敷料、二分支光纤凹槽夹持块和三维移动平台杆架；所述磁力座交叉 杆架的顶部设置一具有两个相互正交圆孔的长方形金属块，所述光电二极管放大电路插针 连线护套的一端穿过所述长方形金属块圆孔并通过螺栓与所述磁力座交叉杆架锁紧固定， 所述光电二极管放大电路插针连线护套的另一端连接所述光电二极管放大电路，所述光电 二极管放大电路通过所述光纤与光电二极管放大电路连接套连接所述二分支光纤的其中 一分支端，所述二分支光纤的另一分支光纤连接所述突光分光光度计，所述二分支光纤的 汇总端固定连接止血敷料；所述二分支光纤的汇总端通过所述二分支光纤凹槽夹持块支撑 固定，所述二分支光纤凹槽夹持块固定放置在所述三维移动平台杆架上。
【文档编号】A61B5/0476GK104224128SQ201410482583
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】刘苏, 肖茜, 赵旭东, 郭晓菲, 王秀春 申请人:中国科学院生物物理研究所