< Terug naar vorige pagina

Project

Massive Parallel Readout Circuits for In-Vivo Signal Acquisition

Multi-elektrode neurale opnames worden de standaardmethode in neurowetenschappelijk onderzoek. Kennis verkregen dankzij deze studies leidt naar een beter begrip van de werking van het brein, en begint klinische en neuroprothese toepassingen mogelijk te maken. Maar neurowetenschappers hebben een duidelijke nood aan een hogere aantallen van opnamesites op een bepaalde oppervlakte, welke realtime signaalopnames op het niveau van de zenuwcellen mogelijk maakt binnen een steeds groter bereik binnen het hersenvolume.

In parallel, de vereisten voor signaalkwaliteit en datasnelheid blijven de sleutelspecificaties voor de integriteit van neurale signalen. Signaalkwaliteit, miniatuur afmetingen en lage vermogensdissipatie zijn echter tegenstrijdige vereisten voor het ontwikkelen van een neurale probe, hoofdzakelijk met betrekking tot hardware-ontwerp. Vermits het ruisniveau van analoge schakelingen toeneemt met een vermindering van oppervlakte of vermogensverbruik zijn nieuwe oplossingen noodzakelijk voor het implementeren van neurale uitleesschakelingen met miniatuur afmetingen. Aan de andere kant leidt het groeiend aantal electrodes tot een stijgende hoeveelheid data, en daarmee gepaard gaande een hoger vermogensverbruik voor signaalverwerking en datatransmissie.

Dit werk verkent verschillende ontwerpmethodologieën en architecturen voor het bereiken van miniatuur neurale opname arrays die binnen het budget van vermogensverbruik voldoen aan de vereisten van neurowetenschappers betreffende signaalkwaliteit.

Het resultaat is een volledig geïntegreerde actieve neurale probe welke de 1356 elektrodes op de geïmplanteerde naald simultaan kan opmeten. Dit betekent een drievoudige toename van het aantal opnamekanalen in vergelijking met hedendaagse technologie. Een bijkomende haalbaarheidsstudie verkent bouwblokken en architecturen met het vooruitzicht op een additionele viervoudige verbetering.

 

Datum:1 feb 2013 →  16 apr 2018
Trefwoorden:neural probe, CMOS
Disciplines:Nanotechnologie, Ontwerptheorieën en -methoden
Project type:PhD project