ONIX系统基于开放式硬件标准“Open Neuro Interface（ONI）”开发，是一个模块化、可扩展的数据采集与行为跟踪系统，专为大规模神经记录在保持动物自然行为的条件下使用而设计。

  其核心组件包括轻量化的头部装置、微同轴电缆以及电动扭矩独立的换向器（commutator），这些组件使得系统可以在长时间内持续记录动物的神经活动，而不会显著影响其自由运动。此外，该系统可以采集和获取多种设备，包括：无源探针（例如，四极电机、硅探针阵列、钨微丝、不锈钢脑电图导线等），使用64通道的headstage。Neuropixels 探针，可用neuropixels-1.0/neuropixels-2.0beta的headstage；微型显微镜（UCLA Miniscope v4）。

应用场景

该系统是自然行为条件进行多模态神经激励的重要工具，相较于传统固定头部实验不同，该系统能长时间记录活动自由动物的大脑活动，推动大脑在实际环境中信息处理、学习记忆过程的理解。例如，利用ONIX研究小鼠相互交流或竞争中的大脑活动模式以探究前额叶皮层和海马神经活动的同步化、记录小鼠迷宫任务神经活动以探究海马体特定神经元集群的放电、亦或者对运动皮层进行实时神经刺激探究其对运动行为的调控作用。总的来说，该系统对大脑功能机制的理解提供了强大助力。

硬件介绍

PCIe主机

ONIX PCIe/FM主机是 ONIX 的核心。它提供了数据采集计算机与任何连接的Headstage之间连接的接口，以及数字和模拟输入/输出接口。与大多数通过USB通信采集系统不同，该主机直接插入采集计算机的 PCIe 插槽，大大提高了 ONIX 与计算机之间的通信速度，降低了闭环实验的延迟。主机还可生成与硬件同步的高精度时钟信号。两个反序列化器，适用于任何符合ONIX序列化协议的多功能前置放大器。

该主机模块为串行化Headstage和Miniscope提供主机接口，以及支持通用模拟和数字IO；是符合VITA-57.1标准的FMC高针脚连接器的夹层板，搭配基础FPGC板，实现与主机PC通信。配备两个反序列化器，可兼容符合ONIX串行化协议的多功能Headstage。

12路±10V模拟输出或输入，方向通过FMC接口的模拟开关控制。

模拟输出始终通过模拟输入进行环回。

3对高速LVDS输入。

2对高速LVDS输出。

2路高速单端时钟输入（任意逻辑电平，Hi-Z或50欧姆）。

1路高速单端时钟输出（50欧姆）。

4路MLVDS输入或输出触发线。

扩展板

扩展板为Headstage、Miniscope以及辅助数据I/O提供用户可直接访问的接口。其功能特性如下：

1.可访问以下I/O：4个Headstage端口直通接口（每个端口配有独立电源开关）、3路无源高速时钟直通、12路无源、带静电保护的模拟直通（可通过 BNC 接口、排线接口或直接接线，访问 12 路模拟输入或输出）、8路数字输出和8路数字输入（5V兼容，可通过排线或直接接线访问）、HARP 总线控制器（用于与 HARP 生态系统设备通信）。

2.多组状态指示LED、6个按钮（可用于标记实验事件或触发软件动作）；

3.适配公制（M6）与英制（1/420）的光学平台安装孔；

4.支持 19 英寸机架安装；

5.完全开源的门级逻辑（gateware），使用开源 FPGA 工具链 yosys 与 nextpnr 开发。

SDR电缆

是一种 26 芯的 Shrunk Delta Ribbon 扁平带状线缆，其主要功能为连接模拟和数字I/O，使用SDR到SDR 26 POS电缆将扩展板连接到PCIe主机板，给扩展板供电；此外，电缆接头对于ONIX系统来说是两端对称的，没有区别。

MMCX电缆

在ONIX系统中MMCX 接口的优势是体积小、锁定牢靠、信号带宽高，适合高密度神经数据和时钟同步信号，其线缆是无源、50欧姆抗阻的传输线。其主要功能特性为：

1.连接Headstage信号：每个端口（A/B/C/D，扩展板与PCIe主机端口一致）需要一根此电缆；传输神经信号数据和控制信号；

2.连接可选的时钟I/O：连接 PCIe 主板上可选的高速时钟 IO 端口与扩展板上对应的时钟端口。