Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

System do wielokanałowej rejestracji in vitro potencjałów polowych i czynnościowych z wykorzystaniem płaskiej matrycy mikroelektrod

Żołądź M., Kmon P., Rauza J., Gryboś P., Kowalczyk T.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2012

|

R. 58, nr 4

355-357

PL

Jednoczesna wielopunktowa rejestracja potencjałów czynnościowych i polowych jest kluczem do zrozumienia mechanizmów działania mózgu [1]. Postęp w technologiach mikroobróbki oraz produkcji układów scalonych o dużym stopniu integracji pozwoliły na budowę systemów umożliwiających rejestrację aktywności mózgu z kilkuset punktów. W pracy zaprezentowano system pomiarowy do rejestracji in vitro sygnałów neuronowych przy pomocy płaskiej matrycy elektrod ostrzowych o rozmiarze 16 na 16 elektrod.

EN

Simultaneous multi-point recording of activity of living neural networks is the key to understanding the mechanisms of the brain operation [1]. Advances in micromachining technology and production of integrated circuits with a high degree of integration made it possible to build systems capable of recording brain activity of electrode arrays containing up to several hundred points [2]. Neural signal recording methods can be divided into in vivo and in vitro. In vivo method consists in introducing the electrode into the brain through a hole in the skull The animal under anesthesia may be mounted in the holder (acute neural recording) or canmove freely (chronic neural recording). In the in vitro method previously extracted piece of brain tissue is arranged on a matrix of electrodes (Fig. 2) placed in a container of liquid with a suitable composition and temperature. The in vitro method allows direct injection of chemicals and is more accurate than the method for in vivo determination of the signal origin. The paper presents a system for in vitro recording of neural signals by using a planar array of 256 electrodes (16x16). The system consists of a life-support system (temperature, nutrient fluid) (Fig. 3) and a recording system. The recording system is based on a specially designed integrated circuit fabricated in CMOS 0.18 žm technology [4]. Initial tests confirmed that the system is capable of recording both field and action potentials.

2

System pomiarowy do wielokanałowej rejestracji sygnałów neuronowych metodą in vivo

Rauza J., Żołądź M., Kmon P., Gryboś P.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2012

|

nr 3

51-53

PL

W pracy opisano system przeznaczony do rejestracji sygnałów neuronowych mózgu zwierzęcia znajdującego się pod narkozą. System pozwala na jednoczesny pomiar sygnałów z 64 kanałów za pośrednictwem ostrzowej matrycy elektrod. Składa się on z dedykowanego układu scalonego do wzmacniania i filtracji sygnałów, układów zasilających oraz układu kontrolnego. Do akwizycji danych wykorzystywany jest komputer typu PXI (ang. Peripheral Component Interconnect eXtensions for Instrumentation). Wstępne testy przeprowadzone przy pomocy sygnałów imitujących potencjały czynnościowe podanych za pośrednictwem elektrod i płynu fizjologicznego potwierdzają poprawne działanie systemu.

EN

This paper describes a system for recording neural signals from the brain of the animal under anesthesia. The system allows for simultaneous measurement of signals from 64 points by means of penetrating microelectrode matrix. It consists of dedicate integrated circuit for signal amplification and filtering, power supply module and control module. Dedicated data acquisition is peiformed using PXI (Peripheral Component Interconnect eXtensions for Instrumentation) computer and a custom application. Preliminary tests conducted with action potentials simulating signals provided through the electrodes and saline show that the system operates properly.

3

64 channel neural recording amplifier with tunable bandwidth in 180 nm CMOS technology

Gryboś P., Kmon P., Żołądź M., Szczygieł R., Kachel M., Lewandowski M., Błasiak T.

Metrology and Measurement Systems

|

2011

|

Vol. 18, nr 4

631-643

EN

This paper presents the design and measurements of low-noise multichannel front-end electronics for recording extra-cellular neuronal signals using microelectrode arrays. The integrated circuit contains 64 readout channels and is fabricated in CMOS 180 nm technology. A single readout channel is built of an AC coupling circuit at the input, a low-noise preamplifier, a band-pass filter and a second amplifier. In order to reduce the number of output lines, the 64 analog signals from readout channels are multiplexed to a single output by an analog multiplexer. The chip is optimized for low noise and good matching performance and has the possibility of passband tuning. The low cut-off frequency can be tuned in the 1 Hz - 60 Hz range while the high cut-off frequency can be tuned in the 3.5 kHz - 15 kHz range. For the nominal gain setting at 44 dB and power dissipation per single channel of 220 žW, the equivalent input noise is in the range from 6 žV - 11 žV rms depending on the band-pass filter settings. The chip has good uniformity concerning the spread of its electrical parameters from channel to channel. The spread of the gain calculated as standard deviation to mean value is about 4.4% and the spread of the low cut-off frequency set at 1.6 Hz is only 0.07 Hz. The chip occupies 5×2.3 mm⊃2 of silicon area. To our knowledge, our solution is the first reported multichannel recording system which allows to set in each recording channel the low cut-off frequency within a single Hz with a small spread of this parameter from channel to channel. The first recordings of action potentials from the thalamus of the rat under urethane anesthesia are presented.

4

Pomiary sygnałów przewodzonych przez włókna nerwowe

Paśniczek R., Wildner K.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 12

354-356

PL

W niniejszej pracy przedstawiono stanowisko do badań elektrod typu „cuff” (zewnątrz-nerwowych), oraz uzyskane za jego pomocą wyniki pomiarów charakterystyk przenoszenia elektrod. Zaprezentowano również wyniki badań symulacyjnych wielkości sygnałów, które mogłyby być odbierane za ich pomocą z pojedynczego włókna nerwowego, oraz zdolność tłumienia zakłóceń zewnętrznych.

EN

This work aims at describing a research laboratory for studies on „cuff” type of electrodes and results obtained from measurements of transfer functions have been presented. The work includes results from simulation examinations of signal quantities which might be received from a single nerve fibre. Also capability of examined electrodes to reject external noises was determined.

5

Integrated circuit with tunable bandwidth for neural signal recording

Kmon P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 11a

90-93

EN

The architecture and preliminary measurements are presented of an ASIC for neural signal recording. The chip consists of 64 analogue channels followed by the analogue multiplexer and it is fabricated in the 180 nm CMOS technology. It consumes 220 ěW per channel from š0.9 V power supply. User is capable to modify frequency bandwidth in the 1 Hz – 60 Hz range for low cut-off frequency and 3.5 kHz – 15 kHz for high cutoff frequency. All measured parameters confirm the designed integrated circuit may be successfully used in neurobiology tests.

PL

Artykuł przedstawia architekturę oraz wstępne pomiary 64-o kanałowego dedykowanego układu scalonego przeznaczonego do pomiaru sygnałow żywych sieci neuronowych. Układ został wykonany w technologii 180nm. Pojedynczy kanał pobiera 220�ĘW mocy przy zasilaniu �[plus/minus]0.9V. Użytkownik ma możliwość regulacji dolnej i górnej częstotliwości granicznej w zakresie odpowiednio 1 Hz-60 Hz oraz 3.5 kHz-15 kHz.

6

Analogue multiplexer for neural application in 180 nm CMOS technology

Żołądź M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 11a

256-259

EN

This paper presents the architecture and the results of preliminary tests of the analogue multiplexer used in a multichannel ASIC (CMOS 180 nm) for recording signals from neural systems. The core of the ASIC consists of 64 analogue channels equipped with a band-pass filter (1 Hz to 10 kHz). In order to reduce the number of outputs, the 64 analogue channels are multiplexed to the single output by analogue 64:1 multiplexer. The nominal frequency of the multiplexer is 2.5 MHz which results in 30 kHz sampling rate per single channel.

PL

W artykule przedstawiono architekturę i wyniki wstępnych testów multipleksera analogowego używanego w układzie scalonym (CMOS 180) do rejestracji sygnałów z sieci neuronowych. Jądro układu stanowi z 64 kanałów analogowych wyposażonych w filtr pasmowy (1Hz – 10 kHz). W celu ograniczenia do minimum ilości wyjść układu sygnały z wszystkich kanałów są podawane na multiplekser 64:1. Częstotliwość pracy multipleksera wynosi 2.5 MHz co pozwala na próbkowanie sygnałów z poszczególnych wejść układu z częstotliwością 30 kHz.

7

64 Channel ASIC for Neurobiology Experiments

Gryboś P., Kmon P., Szczygieł R., Żołądź M.

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2010

|

Vol. 56, No. 4

375-380

EN

This paper presents the design and measurements of 64 channel Application Specific Integrated Circuits (ASIC) for recording signals in neurobiology experiments. The ASIC is designed in 180 nm technology and operates with ± 0.9 V supply voltage. Single readout channel is built of AC coupling circuit at the input and two amplifier stages. In order to reduce the number of output lines, the 64 analogue signals from readout channels are multiplexed to a single output by an analogue multiplexer. The gain of the single channel can be set either to 350 V/V or 700 V/V. The low and the high cut-off frequencies can be tuned in 9 ÷ 90 Hz and in the 1.6 ÷ 24 kHz range respectively. The input referred noise is 7 µV rms in the bandwidth 90 Hz - 1.6 kHz and 9 µ V rms in the bandwidth 9 Hz - 24 kHz. The single channel consumes 200 µW of power and this together with other parameters make the chip suitable for recording neurobiology signals.

8

Bezpośrednie interfejsy mózgu - BMI

Dudek Z.

Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

|

2004

|

nr 4

158-163

PL

Przedstawiono zarys problematyki bezpośrednich interfejsów mózgu (BMI), które mają służyć ludziom unieruchomionym na skutek niektórych ciężkich chorób neurologicznych do komunikacji ze światem zewnętrznym, sztucznego pobudzania mięśni i poruszania protezami. Opisano pierwsze przedkliniczne implantacje sond mózgowych wykonane na ludziach i przygotowania do następnych testów.

EN

Subject of this paper is an attempt to outline the Brain Machine Interface problems. They should help patients with traumatic lesions of the central nervous system or neurodegenerative disorders to communicate with outside world, stimulate muscles and move prosthesis. First pre-clinical tests on humans are described and preparations to the next ones planned.