神經(jīng)元信息傳遞機制的研究,是腦科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的重要研究課題之一,是人類對大腦的認知過程的重要環(huán)節(jié),并且對于治療腦神經(jīng)疾病也具有極其重要的意義。近年來,關(guān)于神經(jīng)信號傳遞機制的相關(guān)研究引起了相關(guān)領(lǐng)域研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。神經(jīng)信號的傳遞機制研究尤以研究神經(jīng)元的電信號為主,因此神經(jīng)電信號的采集成為了重點研究問題之一,針對這一問題,本文提出并研發(fā)一套基于微電極陣列（Microelectrode Array,MEA）的生物傳感器系統(tǒng),并應(yīng)用于離體腦切片的神經(jīng)電信號采集與研究,實現(xiàn)了神經(jīng)電信號的采集與刺激功能,在離體腦切片的應(yīng)用上實現(xiàn)了神經(jīng)信號的采集,并成功在予以刺激的同時采集到了響應(yīng)信號,為研究大腦神經(jīng)元的信息傳遞機制提供了一種高效準確的研究工具。整個傳感器系統(tǒng)按功能分為兩個大的部分,神經(jīng)電信號采集與刺激兩大部分,以電信號采集為主要設(shè)計核心,分為微電極陣列采集單元、電信號調(diào)理單元、多通道控制單元和專用數(shù)據(jù)處理軟件單元四個主要系統(tǒng)單元。依據(jù)傳感器系統(tǒng)的整體設(shè)計框圖分別實現(xiàn)各個系統(tǒng)單元,首先是微電極陣列采集單元的實現(xiàn),選定微電極陣列的類型,并設(shè)計了專用的接口板;其次是信號調(diào)理單元的設(shè)計、仿真與實現(xiàn),其中包括... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

浙江大學(xué)研發(fā)出的CM0s微電極陣列芯片實物圖

列制作與神經(jīng)芯片技術(shù)已經(jīng)臻于成熟，當前市面上的微電極陣多數(shù)研究人員的研究需求，因此許多研究學(xué)者將研究的重點都電路的設(shè)計與完善方面，企圖研發(fā)出一套完整的，高精度的神析的生物傳感系統(tǒng)，以高度精確的采集神經(jīng)電信號，并分析神。2013 年黃莉等人報道了一篇關(guān)于在體植入式的神經(jīng)信號采成運算放大電路設(shè)計出了一套多通道的神經(jīng)電信號檢測系統(tǒng)信號處理技術(shù)，并將局部非線性能量算子法加入了系統(tǒng)設(shè)計中

6號采集系統(tǒng)的設(shè)計框圖[39]。浙江大學(xué)于同年在微電極陣列神經(jīng)電信礎(chǔ)上加入了原子力顯微鏡，利用原子力顯微鏡力學(xué)測量技術(shù)與神經(jīng)信相結(jié)合提出了一種新型的細胞—電—機械信號的檢測方法，并驗證了。Vijay Viswam 等人利用 CMOS 技術(shù)將 59760 個微電極和信號處理作出了一個高精度的生物傳感系統(tǒng)，并制作了一塊4.48 2.43 2大整個系統(tǒng)包含了 2048 個動作電位采集（頻率在 300Hz 至 10kHz）、3電位采集（頻率在 1Hz 至 300Hz）、32 個阻抗測量、32 個電流記錄、遞質(zhì)和 16 個電流電壓刺激等一系列通道，如圖 1-6，圖,1-7 展示了該

【參考文獻】：
期刊論文
[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]基于高階濾波的肌電信號采集電路設(shè)計[J]. 周明娟,逯邁.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2018(01)
[3]基于神經(jīng)信號采集技術(shù)的無線傳輸片上系統(tǒng)研究[J]. 李嘉慧,梁勇.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2017(11)
[4]多通道實時神經(jīng)信號采集與峰電位檢測系統(tǒng)[J]. 黃莉,張旭,關(guān)寧,桂赟,裴為華,陳弘達.  高技術(shù)通訊. 2013(07)
[5]神經(jīng)元集群電信號探測用微電極陣列[J]. 潘海仙,呂曉迎,王志功,王余峰,陸慧琴,沈洪妹.  東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2009(03)
[6]消除心電信號工頻干擾的新型IIR自適應(yīng)陷波器設(shè)計[J]. 孟旭,唐曉英,劉偉峰,解菁,董大鵬.  醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2008(08)
[7]基于MEMS技術(shù)的微電極陣列細胞傳感器[J]. 徐瑩,余輝,張威,蔡華,劉清君,王平.  自然科學(xué)進展. 2007(09)
[8]一種消除心電信號中工頻干擾的陷波器設(shè)計[J]. 王立會,潘冬明.  醫(yī)療設(shè)備信息. 2007(07)
[9]基于低噪聲運放的傳感器前置放大器設(shè)計[J]. 周勝海,郭淑紅.  儀表技術(shù)與傳感器. 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)

博士論文
[1]上肢癱瘓肢體運動功能重建的電路系統(tǒng)設(shè)計與研究[D]. 王海鵬.東南大學(xué) 2017
[2]基于微電極陣列與原子力顯微鏡聯(lián)合的細胞生理活動多參數(shù)檢測技術(shù)的研究[D]. 田健.浙江大學(xué) 2017
[3]多通道鋒電位信號分析的新方法及其在海馬神經(jīng)元發(fā)放特性研究中的應(yīng)用[D]. 王靜.浙江大學(xué) 2011
[4]基于MEMS技術(shù)的新型細胞傳感器及其在細胞電生理中應(yīng)用的研究[D]. 徐瑩.浙江大學(xué) 2007

碩士論文
[1]用于微電子肌電橋的體表肌電信號探測與處理電路設(shè)計、制作與實驗[D]. 陳曉斌.東南大學(xué) 2017
[2]基于微流控技術(shù)體外構(gòu)建神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)研究[D]. 田姍姍.北京工業(yè)大學(xué) 2017
[3]植入式神經(jīng)信號記錄系統(tǒng)前端鏈路集成電路的研究與設(shè)計[D]. 劉佳林.華南理工大學(xué) 2016
[4]十六通道神經(jīng)信號采集芯片模擬前端設(shè)計[D]. 何易翰.北京理工大學(xué) 2015
[5]微電極陣列檢測離體細胞電生理信號的研究[D]. 張佳駿.上海交通大學(xué) 2015
[6]用于神經(jīng)電信號采集的模擬前端處理[D]. 胡少楠.北京理工大學(xué) 2015
[7]海馬腦片誘發(fā)場電位的分析處理及其應(yīng)用[D]. 王疆.浙江大學(xué) 2001



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