Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Máy phát sóng đa kênh tích hợp cho kích thích không gian-thời gian quy mô lớn của mô thần kinh
Tóm tắt
Chúng tôi giới thiệu một mạch tích hợp ASIC được thiết kế cho việc kích thích điện các mô thần kinh bằng cách sử dụng các mảng điện cực đa điểm. ASIC được dự kiến cho các ứng dụng trong các hệ thống yêu cầu kích thích và ghi tín hiệu đồng thời từ nhiều loại mô thần kinh, cả trong ống nghiệm và trong cơ thể. ASIC phát triển bao gồm 64 kênh kích thích độc lập, có khả năng tạo ra các dạng sóng điện áp hoặc dòng điện lưỡng cực được định nghĩa tùy ý, được kiểm soát theo thời gian thực với độ phân giải thời gian là 12,5 μs và độ phân giải biên độ là 7 bit. Phạm vi biên độ của tín hiệu đầu ra có thể được điều chỉnh qua một phạm vi rất rộng, đảm bảo khả năng tương thích với các mảng điện cực có kích thước và hình dạng khác nhau. Mỗi kênh cũng được trang bị một bộ giảm thiểu tín hiệu kích thích được kiểm soát theo thời gian thực, giúp giảm thời gian chết của hệ thống sau mỗi xung kích thích.
Từ khóa
#mạch tích hợp #ASIC #kích thích thần kinh #mảng điện cực #dạng sóng điện áp #thời gian thực #độ phân giải biên độ #giảm thiểu tín hiệu kích thíchTài liệu tham khảo
Rattay, F. (1999). The basic mechanism for the electrical stimulation of the nervous system. Neuroscience, 89, 335–346.
Merill, D. R., et al. (2005). Electrical stimulation of excitable tissue: Design of efficacious and safe protocols. Journal of Neuroscience Methods, 141, 171–198.
Sekirnjak, C., et al. (2006). Electrical stimulation of mammalian retinal ganglion cells with multi-electrode arrays. Journal of Neurophysiology, 95, 3311–3327.
McAdams, E. T., et al. (1995). The linear and non-linear electrical properties of the electrode–electrolyte interface. Biosensors & Bioelectronics, 10, 67–74.
Wagenaar, D. A., et al. (2004). Effective parameters for stimulation of dissociated cultures using multi-electrode arrays. Journal of Neuroscience Methods, 138, 27–37.
Novak, L. G., & Boulier, J. (1998). Axons, but not cell bodies, are activated by electrical stimulation in cortical grey matter. Evidence from chronaxie measurements. Experimental Brain Research, 118, 477–488.
Dabrowski, W., et al. (2005). Development of front-ed ASICs for imaging neuronal activity in live tissue. Nuclear Instruments and Methods A, 541, 405–411.
Jimbo, Y., et al. (2003). A system for MEA-based multisite stimulation. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 50, 241–248.
Litke, A., et al. (2003). Large-scale imaging of retinal output activity Nuclear Instruments and Methods A, 501, 298–307.
Bastos, J., & Marques A. M. (1998). A 12-bit ntrinsic accuracy high-speed CMOS DAC IEEE Journal of Solid-State Circuits, 33, 1959–1969.
Gryboś, P., Dąbrowski, W., Hottowy, P., & Fiutowski, T. (2004). Low noise multichannel front-end electronics for recording signals from alive neuronal cells. In Proc. 11th International Conference “Mixed design of integrated circuits and systems” MIXDES 2004, Szczecin, Poland, pp. 214–219.