ChroMOS:一种CMOS神经探测器,用于老鼠的慢性神经记录
João Filipe Ribeiro1, Alberto Perna1, Gabor Orban1
1Microtechnology for Neuroelectronics Unit (NetS(3) lab), Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia, Genova, Italy.
Biosensors & bioelectronics
|September 6, 2025
概括
我们开发了一种新的CMOS探测器, 这种微侵袭的探针可以慢性监测神经信号,
科学领域:
- 神经科学
- 生物医学工程
- 材料科学
背景情况:
- 监测神经信号需要高电极数量,但由于探针大小而面临组织损伤和信号质量的挑战.
- 现有的被动探头会随着电极的数量增加,而活跃的CMOS探头则具有较大的宽 (70-100μm).
研究的目的:
- 开发一种使用CMOS技术的慢性稳定,最小侵入性的多电极探针.
- 为了克服电极数量和树大小之间的权衡,
主要方法:
- 设计了一个使用优化 SiNAPS 电极像素电路的 ChroMOS 探测器.
- 制造了一根4毫米长的树干,有64个电极像素,尺寸为26 × 26 μm2.
- 在自由行为小鼠中进行了盐溶液和六个月的慢性植入研究.
主要成果:
- 使用15μm电极达到8.74±1.11μVRMS (AP频段) 的噪声水平.
- 经过证明的长期记录,信号与噪声比 (SNR) 为4dB,平均发射速率 (MFR) 为3个峰值/秒.
- 观察到最小的组织反应 (损伤大小与腿部足迹相比,局限性质痕和附近的神经元).
结论:
- 建立了一种具有"微电线"尺寸的微侵入性,长期稳定的CMOS探针.
- ChroMOS探针技术可以进行可扩展的电极计数,用于高级神经监测.
- 这种进步促进了多个单元神经信号的稳定,长期记录,并减少了异物反应.
