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Updated: Jan 8, 2026
07:33
Optogenetic Entrainment of Hippocampal Theta Oscillations in Behaving Mice
Published on: June 29, 2018
12.2K
Un CI de estimulador neuronal inalámbrico de sub-mm³ para prótesis cortical visual con recolección de energía óptica
Jungho Lee1, Joseph G Letner2, Jongyup Lim1
1Department of Electrical and Computer Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109 USA.
IEEE journal of solid-state circuits
|December 23, 2025
Resumen
Este estudio presenta StiMote, un estimulador inalámbrico de la corteza visual para la restauración de la visión. Este sistema sin ataduras se potencia ópticamente y se controla con precisión, demostrando una estimulación in vivo eficaz en ratas.
Área de la Ciencia:
- Ingeniería Biomédica
- Neurociencia
- Ciencia de Materiales
Sus antecedentes:
- La restauración de la visión es un desafío crítico en neurociencia.
- Las prótesis visuales actuales a menudo enfrentan limitaciones en la operación inalámbrica y la estimulación precisa.
- Se necesitan motas de estimulación sin ataduras y direccionables para interfaces avanzadas de la corteza visual.
Objetivo del estudio:
- Desarrollar y validar StiMote, una mota de estimulación sin ataduras, flotante libre e individualmente direccionable para la estimulación de la corteza visual.
- Permitir la transmisión inalámbrica de energía y datos para aplicaciones de restauración de la visión.
- Implementar y evaluar una técnica automática de balance de carga para una estimulación segura y eficaz.
Principales métodos:
- Alimentación óptica mediante una capa fotovoltaica (PV) personalizada y un receptor de fotodiodo (PD).
- Marco de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) para direccionar hasta 1024 motas.
- Técnica automática de balance de carga (CB) para estimulación de condensador conmutado (SCS) bifásica.
- Pruebas de electrodos in vitro y experimentos in vivo en ratas.
Principales resultados:
- StiMote se confirmó totalmente funcional de forma inalámbrica utilizando luz recolectada.
- Bajo consumo de energía (4,48 μW) con una velocidad de datos de enlace descendente óptico de 7,5 kb/s.
- El convertidor DC-DC logró una salida de 4,3 V con una eficiencia máxima del 67,4%.
- El circuito CB demostró un control de carga lineal (desequilibrio <0,2 nC) de hasta 16 nC.
- Los experimentos in vivo verificaron una estimulación eficaz en ratas.
Conclusiones:
- StiMote ofrece una solución prometedora sin ataduras para la estimulación de la corteza visual.
- La alimentación óptica y el marco TDMA permiten el control inalámbrico preciso de múltiples motas de estimulación.
- La técnica automática de balance de carga garantiza una estimulación bifásica segura y eficaz.
- La validación in vivo exitosa allana el camino para futuras terapias de restauración de la visión.
