Brain Machine Interface

Closed Loop Stimulation für Neuro-Implantate
Nervenzellen kommunizieren mittels elektrischer Spannungspulse, welche über
Mikroelektroden detektiert werden können. Ein Versuchsaufbau, bei dem sowohl Aktivität
gemessen als auch durch elektrische Stimuli hervorgerufen werden kann, wird als „Closed
loop“ bezeichnet und stellt eine bidirektionale Kommunikation mit den Neuronen des
Netzwerks dar.
Einsatz findet eine solche bidirektionale Schnittstelle in Neuro-Implantaten. Steigt die
Hirnaktivität eines Parkinsonpatienten beispielsweise über einen festgesetzten Wert,
können elektrische Stimuli induziert
werden, die die Aktivität wieder senken.
Änderungen des Aktivitätsmusters
können sofort detektiert und eine
Anpassung der externen Einflüsse
vorgenommen werden. So kann auf
Reaktionen wiederum reagiert und das
Netzwerk auf diese Weise „kontrolliert“
werden.
Eine Software zur Detektion und Aufnahme neuronaler Signale ist bereits in LabView
implementiert. In diesem Projekt wollen wir einen „closed loop“ für die Messung sowie die
elektrische Stimulation neuronaler Zellen, die auf einem speziellen Chip kultiviert werden,
realisieren.
Im Rahmen einer Bachelorarbeit soll ein Stimulationsgenerator für 60 Mikro-Elektroden mit
Standard-ICs aufgebaut und über LabView angesteuert werden. Sowohl die Hardware als
auch die Software sollen während dieses Projektes im Labor für BioMEMS realisiert werden.
Der Stimulationsgenerator soll in der Lage sein, Stimulationspulse von wenigen
Millisekunden auf adressierte Elektroden zu geben und nach einer Stimulation innerhalb
von wenigen Millisekunden auf andere Elektroden umzuschalten, um diese erneut zu
stimulieren. Stimulationsprotokolle sollen in LabView erstellt und gespeichert werden
können.
Zielgruppe: Studenten WI, EIT und Mechatronik
Beginn: sofort
Betreuer:
Prof. C. Thielemann
C. Nick
Bei Interesse wenden Sie sich bitte direkt an Christoph Nick ([email protected],
26/314).