一个实时相位依赖的闭环神经调节系统,用于直接皮层刺激.

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物医学工程 生物医学工程
• 计算神经科学是一种神经科学.

背景情况:

• 深度大脑刺激 (DBS) 用于神经系统疾病,但侵入性存在风险.
• 直接皮层刺激和阶段向方法正在探索,以减少侵入性和提高疗效.
• 目前的硬件限制了短时间的阶段定向刺激,阻碍了治疗潜力.

研究的目的:

• 开发一个低尺寸,重量和功率 (SWAP) 计算平台,用于准确的,长时间的阶段向刺激.
• 为了克服硬件的局限性,在实施神经系统疾病的定时刺激疗法.

主要方法:

• 在单个芯片系统 (SoC) 上使用FPGA和ARM处理器开发了一个低SWAP平台.
• 通过测量计算延迟和高峰目标准确度来评估设备性能.
• 使用20 Hz正弦波和手术内运动皮质电皮质图 (ECoG) 记录 (13-30 Hzβ频段) 测试了该设备.

主要成果:

• 开发的平台可以在几秒钟内实现精确的相位定位刺激.
• 该设备始终在传入神经信号的峰值阶段附近触发刺激.
• 观察到较低的计算延迟,表明处理效率高.

结论:

• 开发的低SWAP平台可以实现准确的,长时间的阶段向刺激.
• 这项技术代表了长期植入可移植的阶段向刺激系统的重大进步.
• 潜在的应用包括治疗帕金森病和增强记忆力的新疗法.