مقاله انگلیسی رایگان در مورد تحریک اپتوژنیک ثبت الکتریکی با قطعه نوری قابل کاشت عصبی

در این مقاله، حسگر نوری مجتمع جدیدی ارائه شده است که به‌طور همزمان برای تحریک نوری و ثبت الکتریکی در کاربردهای پروتز-عصبی اپتوژنتیک حلقه بسته استفاده می‌شود. این طرح در تکنولوژی CMOS 0.35um پیاده‌سازی شده‌است. سیستم، شامل مدارهای کنترل‌کننده تحریک‌های نوری، ثبت پتانسیل‌های میدانی محلی ؛ و تشخیص روکار می‌باشد. رابط عصبی دارای دو بخش، در جایگاه تحریک و ثبت است. هر جایگاه تحریک دارای یک نقطه اتصال برای اتصال یک میکرو-‌دیود نوری است تا نور به منطقه‌ی هدف در بافت مغزی ارسال گردد. هر جایگاه ثبت، به گونه‌ای طراحی شده که با الکترود بازپردازش شود تا نظارت بر فعالیت عصبی را ممکن سازد. حسگر تشخیصی داخل‌تراشه‌ای، تعبیه شده‌است تا به صورت همزمان، در حین عمل جراحی و پس از کاشت تراشه، عملکرد تشخیصی داشته باشد.

1. مقدمه
تکنیک اپتوژنتیک، ظرفیت بالایی برای ایجاد نسل بعدی دستگاه‌های پروتز عصبی دارد. این تکنیک از ژن‌درمانی برای تشخیص حساسیت سلول های عصبی به واسطه درک کانال‌های یونی حساس به نور و پمپ‌ها در غشاء سلول، استفاده می‌کند. با این‌حال، چنین مولکول‌هایی برای فعال شدن، نیاز به تابش پرتوهای شدید دارند. بنابراین برای تکمیل پروتز، نیاز به تجهیزات الکترونیک نوری(اپتوالکترونیک) مکمل است. ترکیب ژن‌درمانی و روش اپتوالکترونیک در پروتزها، می‌تواند در بینایی مصنوعی، سیستم‌های شنوایی و ضربان‌ساز مغز کاربرد داشته باشد. قبلا، ما آرایه‌های میکرو-دیود نوری را برای پروتز شبکیه طراحی کرده‌ایم و در این پژوهش، به استفاده از تکنولوژی طراحی شده برای توسعه‌ی کاشتنی‌های (ایمپلنت) مغزی علاقه‌مندیم.