光遗传学是一种用光对神经元进行操控的技术,具有高的时间和空间分辨率,已经被用于大脑以及神经系统相关疾病的研究。基于光纤的光刺激与神经元活动监测器件发展最早也最成熟,但是也存在着一些问题,例如与光源的有线连接方式会影响实验动物的正常活动,传统刚性光纤的机械性能与生物组织相差悬殊,光纤表面弯曲的特点使其难以与外部传感元件进行高度集成等。为了解决这些问题,本文研制了一种植入式的多通道柔性光电纤维器件,可以在多个脑区实现神经元的调控与多通道监测,并且通过体外和在体实验验证了该器件在光刺激、生物电信号采集以及动物行为调控等方面的能力,证明了该器件是一个可以用于大脑研究的综合性平台。首先,本文所设计的多通道柔性光电纤维器件由4根光纤、4个柔性微电极阵列以及一个控制电路相互集成、组合而成,其中光纤选用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）材料的柔性聚合物多模光纤进行光的传输,使用柔性电子加工工艺制造柔性微电极阵列,微电极表面材料为金,尺寸为30μm×30μm,使用电路驱动4个LED工作,并将微电极采集到的信号传输至外部设备。接下来,本文介绍了该多通道柔性光电纤维器件的加工与集成步骤,并进行了初步测试。转印至光纤上的柔性微电极阵列能够实现32通道电信号的记录,各通道差异在14%以内;光纤尖端的发光光谱满足光敏蛋白需求,并且最大光功率密度高达30m W/mm~2;该器件在实施光刺激的同时可以进行电信号的同步记录且不受形变的影响。此外,这种将柔性微电极阵列与光纤集成的工艺还可以用于其他柔性多功能器件的集成,作为展示,本文实现了电化学传感与光传输的结合并进行了性能的表征。最后,大鼠的在体实验表明,该器件具备探测μV级别微弱动作电位的能力,可以实现4个脑区共32个通道的同步电信号采集。器件光刺激可以使目标神经元规律放电并调控大鼠的行为。除此之外,免疫组化实验结果表明,该器件的生物相容性优于同尺寸商用电极,在神经学的研究中具有广阔的应用前景和巨大潜力。