ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ НЕЙРОИНТЕРФЕЙС И СПОСОБ ДЛЯ ДОЛГОВРЕМЕННОЙ ОПТИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИИ ПРОЦЕССОВ В МОЗГЕ ЖИВЫХ СВОБОДНО ДВИЖУЩИХСЯ ЖИВОТНЫХ

1. Волоконно-оптический нейроинтерфейс для долговременной оптической регистрации процессов в мозге живых свободно движущихся животных, включающий, по крайней мере, один зонд, соединенный с лазерной системой оптического возбуждения и системой регистрации и измерения оптического отклика исследуемого участка мозга, которая соединена с персональным компьютером, снабженным программным обеспечением для управления процессом измерения, сохранения и отображения результатов измерений, при этом зонд состоит из двух разъемных частей, где первая часть представляет собой керамическую ферулу с возможностью размещения в ней внутреннего отрезка оптоволокна, предназначенную для закрепления на черепе животного, а вторая часть представляет собой ответную ферулу с закрепленным в ней внешним отрезком оптоволокна, размещенную в соединительном керамическом корпусе, выполненным с возможностью плотного соединения с ферулой первой части, при этом внутренний отрезок оптоволокна имеет длину, обеспечивающую его внедрение в мозг животного на необходимую глубину для проведения соответствующих исследований с обеспечением оптической связи с внешним отрезком оптоволокна, при этом лазерная система оптического возбуждения состоит из, не менее трех, одночастотных лазеров с различными длинами волн излучения для мультиспектрального возбуждения, снабженных внешним амплитудным модулятором лазерного излучения, а соединение зонда с лазерной системой оптического возбуждения и системой регистрации отклика реализовано посредством внешнего отрезка оптоволокна.
2. Волоконно-оптический нейроинтерфейс по п. 1, характеризующийся тем, что оптоволокно использовано стандартных типов со ступенчато изменяющимся показателем преломления, фотонно-кристаллических типов и многосердцевинных типов.
3. Волоконно-оптический нейроинтерфейс по п. 1, характеризующийся тем, внутренний отрезок оптоволокна, выходящий за пределы ферулы и входящий в мозг животного, имеет длину от 0,1 до 10 мм с внешним диаметром волокна от 125 до 250 мкм.
4. Волоконно-оптический нейроинтерфейс по п. 1, характеризующийся тем, что система регистрации и измерения отклика включает линзу или микроскопный объектив для эффективного выведения излучения из волокна, делительную пластину, настраиваемый полосовой фильтр, спектрометр, фотоэлектронный умножитель или чувствительный фотодиод, фотодиод для регистрации опорного сигнала, синхронный усилитель и аналого-цифровой преобразователь.
5. Волоконно-оптический нейроинтерфейс по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве вживляемого элемента использована керамическая ферула весом менее 0.3 г.
6. Применение волоконно-оптического нейроинтерфейса по п. 1 для долговременных параллельных измерений нейронной активности в нескольких пространственно-разнесенных областях мозга живых свободноподвижных животных.
7. Применение волоконно-оптического нейроинтерфейса по п. 1 для одновременной регистрации нейронной активности в нескольких глубоколежащих областях головного мозга живых свободноподвижных животных.
8. Применение волоконно-оптического нейроинтерфейса по п. 1 для одновременной регистрации нескольких флуоресцентных маркеров в мозге живых свободноподвижных животных.
9. Способ долговременной оптической регистрации процессов в мозге живых свободно движущихся животных, включающий установку, по крайней мере, одного зонда устройства по п. 1 в область черепа подопытного животного в проекции выбранного для исследования участка мозга, введение внутреннего отрезка оптоволокна через канал ферулы первой части зонда в указанный участок, затем, после вживления ферулы первой части зонда, к ней с помощью соединительного корпуса на время проведения измерений закрепляют ферулу второй части зонда с закрепленным внешним отрезком оптоволокна, далее излучением лазерного источника облучают указанный участок мозга, после чего в системе регистрации детектируют оптический отклик и проводят анализ данных с помощью аналого-цифрового преобразователя и компьютера.
10. Способ по п. 9, характеризующийся тем, что одновременно с первым зондом устанавливают второй зонд для обеспечения возможности одновременной регистрации нейронной активности в нескольких областях головного мозга животного.