Un sistema de neuromodulación de estimulación optogenética de 4 canales y grabación de 16 canales con función de detección de micro-LED en tiempo real
Autores: Xia, Yu; Zheng, Ruihan; Wang, Liyang; Zhang, Anguo; Li, Dongming; Wu, Yufei; Gao, Yueming; Xu, Yanyan; Zhang, Baijun; Li, Hungchun; Mak, Peng Un; Vai, Mang I.; Pun, Sio Hang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un sistema de neuromodulación de estimulación optogenética de 4 canales y grabación de 16 canales con función de detección de micro-LED en tiempo real
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Técnicas de neuromodulación
Neuromodulación optogenética
Especificidad del tipo celular
Precisión espacial
IC de neuromodulación
Módulo de detección de micro-LED
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Las técnicas de neuromodulación son esenciales para explorar la ciencia del cerebro y apoyar tratamientos para trastornos neurológicos. Comparado con la neuromodulación eléctrica, la neuromodulación optogenética ofrece ventajas en la especificidad del tipo celular y la precisión espacial. Sin embargo, los sistemas de neuromodulación optogenética existentes tienen funcionalidad limitada (no pueden poseer funciones como estimulación optogenética, registro y monitoreo de estado de micro-LED (diodo emisor de luz micro) simultáneamente) y restringirán las actividades biológicas normales debido a su gran tamaño. A este respecto, este documento presenta un sistema de neuromodulación optogenética, que incluye un CI (Circuito Integrado) de neuromodulación especificado y un optrodo personalizado. El ASIC (Circuito Integrado Específico de Aplicación) incluye un módulo de registro de señales neurales de 16 canales, un módulo estimulador neurogénico optogenético de 4 canales y un módulo de detección de micro-LED de 4 canales. El módulo de detección de micro-LED monitorea el estado a largo plazo del micro-LED en tiempo real y proporciona la salida directa de su estado de funcionamiento para un acceso conveniente por parte del usuario. El ASIC de neuromodulación fue fabricado en el proceso TSMC 65 nm, y se realizó un experimento in situ con suero fisiológico normal para probar la función del sistema de neuromodulación.
Descripción
Las técnicas de neuromodulación son esenciales para explorar la ciencia del cerebro y apoyar tratamientos para trastornos neurológicos. Comparado con la neuromodulación eléctrica, la neuromodulación optogenética ofrece ventajas en la especificidad del tipo celular y la precisión espacial. Sin embargo, los sistemas de neuromodulación optogenética existentes tienen funcionalidad limitada (no pueden poseer funciones como estimulación optogenética, registro y monitoreo de estado de micro-LED (diodo emisor de luz micro) simultáneamente) y restringirán las actividades biológicas normales debido a su gran tamaño. A este respecto, este documento presenta un sistema de neuromodulación optogenética, que incluye un CI (Circuito Integrado) de neuromodulación especificado y un optrodo personalizado. El ASIC (Circuito Integrado Específico de Aplicación) incluye un módulo de registro de señales neurales de 16 canales, un módulo estimulador neurogénico optogenético de 4 canales y un módulo de detección de micro-LED de 4 canales. El módulo de detección de micro-LED monitorea el estado a largo plazo del micro-LED en tiempo real y proporciona la salida directa de su estado de funcionamiento para un acceso conveniente por parte del usuario. El ASIC de neuromodulación fue fabricado en el proceso TSMC 65 nm, y se realizó un experimento in situ con suero fisiológico normal para probar la función del sistema de neuromodulación.