设计和模拟低功率384通道主动多重复合神经接口
Gabriella Shull1, Yieljae Shin2, Jonathan Viventi1
1Department of Biomedical Engineering, Duke University, Durham, North Carolina.
概括
这项研究介绍了一种新的384通道神经接口,使用CMOS技术和转印. 这种高密度,主动多重组的阵列通过克服布线限制,显著改善了脑计算机接口 (BCI).
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 电气工程 电气工程
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 大脑-计算机接口 (BCI) 可以恢复丢失的功能,但受到低分辨率和高通道数线路的限制.
- 由于输出线路和连接器尺寸的限制,扩展神经接口具有挑战性.
研究的目的:
- 设计和模拟一个高密度,主动多重化的神经记录阵列.
- 克服现有的BCI在皮层覆盖和分辨率方面的局限性.
主要方法:
- 利用130nm的CMOS工艺和转移打印用于阵列制造.
- 设计了一个384通道主动多重组阵列,在每个电极位点进行前端过和放大.
- 利用时间分割多重复合 (TDM) 来减少线路的复杂性.
主要成果:
- 实现了50 μm × 50 μm像素,可以在30 kHz记录384个频道.
- 证明了9.57μV rms的低噪声水平,增益为22.3dB.
- 报告了0.63μW/通道的低功耗,带宽宽 (0.1 Hz - 10 kHz).
结论:
- 开发的主动复杂阵列将噪声降低至最低,并克服神经接口的布线限制.
- 这项技术使高通道数数组成为可能,为改进的BCI铺平了道路.
- 该设计广泛适用于需要高密度记录的各种神经接口应用程序.
