基于植入电极和脑机接口技术的大鼠嗅觉机器人研究

摘要

气味检测与识别在食品安全、环境监测和缉毒搜爆中发挥重要作用.哺乳动物嗅觉系统有着高灵敏性和特异性,可作为进行气味识别和检测的传感器.为了能在实际场景中应用,还需要能够控制动物的行为.本文提出了一种"大鼠嗅觉机器人",其既能利用嗅球中的胞外神经电位识别气味,又能对大鼠进行运动控制.利用8通道植入式电极可长期记录嗅觉信号,并通过Wi-Fi传输到计算机.为控制大鼠的运动(前进,左转,右转,停止),四个电极被分别植入到相应脑区进行微电刺激,并对大鼠进行数周的训练.PC软件可记录、显示和处理数据,从而检测和识别特殊气味,并允许发送大鼠运动指令.该系统能检测到10-15M的香芹酮,气味识别和运动控制的准确率分别达到80％和90％.本系统是第一个具有气味检测识别和动物行为控制的系统,将有广阔的应用前景.