基于MEA的神经生物传感系统研究及其在脑切片的应用
发布时间:2021-08-25 07:19
神经元信息传递机制的研究,是脑科学领域内的重要研究课题之一,是人类对大脑的认知过程的重要环节,并且对于治疗脑神经疾病也具有极其重要的意义。近年来,关于神经信号传递机制的相关研究引起了相关领域研究学者的广泛关注。神经信号的传递机制研究尤以研究神经元的电信号为主,因此神经电信号的采集成为了重点研究问题之一,针对这一问题,本文提出并研发一套基于微电极阵列(Microelectrode Array,MEA)的生物传感器系统,并应用于离体脑切片的神经电信号采集与研究,实现了神经电信号的采集与刺激功能,在离体脑切片的应用上实现了神经信号的采集,并成功在予以刺激的同时采集到了响应信号,为研究大脑神经元的信息传递机制提供了一种高效准确的研究工具。整个传感器系统按功能分为两个大的部分,神经电信号采集与刺激两大部分,以电信号采集为主要设计核心,分为微电极阵列采集单元、电信号调理单元、多通道控制单元和专用数据处理软件单元四个主要系统单元。依据传感器系统的整体设计框图分别实现各个系统单元,首先是微电极阵列采集单元的实现,选定微电极阵列的类型,并设计了专用的接口板;其次是信号调理单元的设计、仿真与实现,其中包括...
【文章来源】:北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】:70 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
浙江大学研发出的CM0s微电极阵列芯片实物图
列制作与神经芯片技术已经臻于成熟,当前市面上的微电极阵多数研究人员的研究需求,因此许多研究学者将研究的重点都电路的设计与完善方面,企图研发出一套完整的,高精度的神析的生物传感系统,以高度精确的采集神经电信号,并分析神。2013 年黄莉等人报道了一篇关于在体植入式的神经信号采成运算放大电路设计出了一套多通道的神经电信号检测系统信号处理技术,并将局部非线性能量算子法加入了系统设计中
6号采集系统的设计框图[39]。浙江大学于同年在微电极阵列神经电信础上加入了原子力显微镜,利用原子力显微镜力学测量技术与神经信相结合提出了一种新型的细胞—电—机械信号的检测方法,并验证了。Vijay Viswam 等人利用 CMOS 技术将 59760 个微电极和信号处理作出了一个高精度的生物传感系统,并制作了一块4.48 2.43 2大整个系统包含了 2048 个动作电位采集(频率在 300Hz 至 10kHz)、3电位采集(频率在 1Hz 至 300Hz)、32 个阻抗测量、32 个电流记录、递质和 16 个电流电压刺激等一系列通道,如图 1-6,图,1-7 展示了该
【参考文献】:
期刊论文
[1]GABAA Receptor Activity Suppresses the Transition from Interictal to Ictal Epileptiform Discharges in Juvenile Mouse Hippocampus[J]. Yan-Yan Chang,Xin-Wei Gong,Hai-Qing Gong,Pei-Ji Liang,Pu-Ming Zhang,Qin-Chi Lu. Neuroscience Bulletin. 2018(06)
[2]基于高阶滤波的肌电信号采集电路设计[J]. 周明娟,逯迈. 传感技术学报. 2018(01)
[3]基于神经信号采集技术的无线传输片上系统研究[J]. 李嘉慧,梁勇. 现代电子技术. 2017(11)
[4]多通道实时神经信号采集与峰电位检测系统[J]. 黄莉,张旭,关宁,桂赟,裴为华,陈弘达. 高技术通讯. 2013(07)
[5]神经元集群电信号探测用微电极阵列[J]. 潘海仙,吕晓迎,王志功,王余峰,陆慧琴,沈洪妹. 东南大学学报(自然科学版). 2009(03)
[6]消除心电信号工频干扰的新型IIR自适应陷波器设计[J]. 孟旭,唐晓英,刘伟峰,解菁,董大鹏. 医疗卫生装备. 2008(08)
[7]基于MEMS技术的微电极阵列细胞传感器[J]. 徐莹,余辉,张威,蔡华,刘清君,王平. 自然科学进展. 2007(09)
[8]一种消除心电信号中工频干扰的陷波器设计[J]. 王立会,潘冬明. 医疗设备信息. 2007(07)
[9]基于低噪声运放的传感器前置放大器设计[J]. 周胜海,郭淑红. 仪表技术与传感器. 2006(09)
[10]A novel multi-functional cell-based microphysiometer[J]. XU Ying, XU Gaixia, LIU Qingjun, CAI Hua, LI Yan, LI Rong and WANG Ping (Biosensor National Special Laboratory, Key Laboratory of Biomedical Engineering of Education Ministry, Department of Biomedical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China; State Key Laboratory of Transducer Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China). Progress in Natural Science. 2006(08)
博士论文
[1]上肢瘫痪肢体运动功能重建的电路系统设计与研究[D]. 王海鹏.东南大学 2017
[2]基于微电极阵列与原子力显微镜联合的细胞生理活动多参数检测技术的研究[D]. 田健.浙江大学 2017
[3]多通道锋电位信号分析的新方法及其在海马神经元发放特性研究中的应用[D]. 王静.浙江大学 2011
[4]基于MEMS技术的新型细胞传感器及其在细胞电生理中应用的研究[D]. 徐莹.浙江大学 2007
硕士论文
[1]用于微电子肌电桥的体表肌电信号探测与处理电路设计、制作与实验[D]. 陈晓斌.东南大学 2017
[2]基于微流控技术体外构建神经元网络的相关研究[D]. 田姗姗.北京工业大学 2017
[3]植入式神经信号记录系统前端链路集成电路的研究与设计[D]. 刘佳林.华南理工大学 2016
[4]十六通道神经信号采集芯片模拟前端设计[D]. 何易翰.北京理工大学 2015
[5]微电极阵列检测离体细胞电生理信号的研究[D]. 张佳骏.上海交通大学 2015
[6]用于神经电信号采集的模拟前端处理[D]. 胡少楠.北京理工大学 2015
[7]海马脑片诱发场电位的分析处理及其应用[D]. 王疆.浙江大学 2001
本文编号:3361662
【文章来源】:北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】:70 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
浙江大学研发出的CM0s微电极阵列芯片实物图
列制作与神经芯片技术已经臻于成熟,当前市面上的微电极阵多数研究人员的研究需求,因此许多研究学者将研究的重点都电路的设计与完善方面,企图研发出一套完整的,高精度的神析的生物传感系统,以高度精确的采集神经电信号,并分析神。2013 年黄莉等人报道了一篇关于在体植入式的神经信号采成运算放大电路设计出了一套多通道的神经电信号检测系统信号处理技术,并将局部非线性能量算子法加入了系统设计中
6号采集系统的设计框图[39]。浙江大学于同年在微电极阵列神经电信础上加入了原子力显微镜,利用原子力显微镜力学测量技术与神经信相结合提出了一种新型的细胞—电—机械信号的检测方法,并验证了。Vijay Viswam 等人利用 CMOS 技术将 59760 个微电极和信号处理作出了一个高精度的生物传感系统,并制作了一块4.48 2.43 2大整个系统包含了 2048 个动作电位采集(频率在 300Hz 至 10kHz)、3电位采集(频率在 1Hz 至 300Hz)、32 个阻抗测量、32 个电流记录、递质和 16 个电流电压刺激等一系列通道,如图 1-6,图,1-7 展示了该
【参考文献】:
期刊论文
[1]GABAA Receptor Activity Suppresses the Transition from Interictal to Ictal Epileptiform Discharges in Juvenile Mouse Hippocampus[J]. Yan-Yan Chang,Xin-Wei Gong,Hai-Qing Gong,Pei-Ji Liang,Pu-Ming Zhang,Qin-Chi Lu. Neuroscience Bulletin. 2018(06)
[2]基于高阶滤波的肌电信号采集电路设计[J]. 周明娟,逯迈. 传感技术学报. 2018(01)
[3]基于神经信号采集技术的无线传输片上系统研究[J]. 李嘉慧,梁勇. 现代电子技术. 2017(11)
[4]多通道实时神经信号采集与峰电位检测系统[J]. 黄莉,张旭,关宁,桂赟,裴为华,陈弘达. 高技术通讯. 2013(07)
[5]神经元集群电信号探测用微电极阵列[J]. 潘海仙,吕晓迎,王志功,王余峰,陆慧琴,沈洪妹. 东南大学学报(自然科学版). 2009(03)
[6]消除心电信号工频干扰的新型IIR自适应陷波器设计[J]. 孟旭,唐晓英,刘伟峰,解菁,董大鹏. 医疗卫生装备. 2008(08)
[7]基于MEMS技术的微电极阵列细胞传感器[J]. 徐莹,余辉,张威,蔡华,刘清君,王平. 自然科学进展. 2007(09)
[8]一种消除心电信号中工频干扰的陷波器设计[J]. 王立会,潘冬明. 医疗设备信息. 2007(07)
[9]基于低噪声运放的传感器前置放大器设计[J]. 周胜海,郭淑红. 仪表技术与传感器. 2006(09)
[10]A novel multi-functional cell-based microphysiometer[J]. XU Ying, XU Gaixia, LIU Qingjun, CAI Hua, LI Yan, LI Rong and WANG Ping (Biosensor National Special Laboratory, Key Laboratory of Biomedical Engineering of Education Ministry, Department of Biomedical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China; State Key Laboratory of Transducer Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China). Progress in Natural Science. 2006(08)
博士论文
[1]上肢瘫痪肢体运动功能重建的电路系统设计与研究[D]. 王海鹏.东南大学 2017
[2]基于微电极阵列与原子力显微镜联合的细胞生理活动多参数检测技术的研究[D]. 田健.浙江大学 2017
[3]多通道锋电位信号分析的新方法及其在海马神经元发放特性研究中的应用[D]. 王静.浙江大学 2011
[4]基于MEMS技术的新型细胞传感器及其在细胞电生理中应用的研究[D]. 徐莹.浙江大学 2007
硕士论文
[1]用于微电子肌电桥的体表肌电信号探测与处理电路设计、制作与实验[D]. 陈晓斌.东南大学 2017
[2]基于微流控技术体外构建神经元网络的相关研究[D]. 田姗姗.北京工业大学 2017
[3]植入式神经信号记录系统前端链路集成电路的研究与设计[D]. 刘佳林.华南理工大学 2016
[4]十六通道神经信号采集芯片模拟前端设计[D]. 何易翰.北京理工大学 2015
[5]微电极阵列检测离体细胞电生理信号的研究[D]. 张佳骏.上海交通大学 2015
[6]用于神经电信号采集的模拟前端处理[D]. 胡少楠.北京理工大学 2015
[7]海马脑片诱发场电位的分析处理及其应用[D]. 王疆.浙江大学 2001
本文编号:3361662
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