Los movimientos humanos y animales generan señales neuronales leves de sus células cerebrales. Estas señales obtenidas mediante una interfaz neuronal son esenciales para realizar las interfaces cerebro-máquina IMC. Tales sistemas de grabación neuronal que utilizan cables para conectar el dispositivo implantado a un dispositivo externo puedencausar infecciones a través de la abertura en el cráneo. Un método para resolver este problema es desarrollar una interfaz neuronal inalámbrica que sea completamente implantable en el cerebro.
Sin embargo, la interfaz neural implantada en la superficie del cerebro debe ser de tamaño pequeño y mínimamente invasiva. Además, requiere la integración de una fuente de energía, antena para comunicación inalámbrica y muchos circuitos funcionales.
Ahora, un equipo de investigación del Departamento de Ingeniería de Información Eléctrica y Electrónica de la Universidad Tecnológica de Toyohashi ha desarrollado una técnica de empaque a nivel de oblea para integrar un chip de integración a gran escala de silicio LSI en una película muy delgada de espesor 10μm. El enfoque se lleva a cabo mediante la unión de un chip flip. Los investigadores han fabricado un dispositivo de transmisión de energía inalámbrica WPT que incluye una antena flexible y un chip rectificador utilizando el método propuesto.
El primer autor candidato a doctorado, Kenji Okabe, dijo: "Hemos investigado cómo integrar antenas flexibles y circuitos de alto rendimiento y probamos este método de fabricación con condiciones de proceso obtenidas a través de experimentos", dijo el profesor asistente Ippei Akita, quien lidera el proyecto,, "El uso de la tecnología de dispositivos flexibles es una buena solución para implementar dispositivos pasivos biocompatibles como antenas o electrodos de sensores. Por otro lado, la tecnología de circuito integrado a base de silicio, que tiene una larga historia, es adecuada para sistemas de potencia ultrabajacon muchas funcionalidades. Por lo tanto, creemos que combinar estas tecnologías es esencial para establecer tales dispositivos implantables mínimamente invasivos ".
El dispositivo fabricado tiene un tamaño de 27 mm × 5 mm, y el 97% del área del dispositivo está compuesto de una película flexible ya que el chip de silicio tiene un área pequeña. Por lo tanto, tiene suficiente flexibilidad para adaptarse a la forma de la superficie del cerebroAdemás, los investigadores lograron WPT para el dispositivo sumergido en solución salina.
Este dispositivo WPT puede suministrar electricidad a otros circuitos incluidos en la interfaz neural. Los investigadores están tratando de integrar más funciones por ejemplo, amplificadores, convertidores analógico a digital, procesadores de señal y circuitos de radiofrecuencia a un chip LSI.Este estudio puede contribuir al desarrollo de sistemas de IMC más seguros.
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Materiales proporcionados por Universidad de Tecnología de Toyohashi . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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