Wireless 16ch neural recorder and 1ch current stimulator with visible and IR light communication expandable up to 2 rats

Abstract

뇌전도 측정, 기능성 자기 공명 영상. 근적외선 뇌 영상 등을 이용한 다양한 기술을 이용하여 사람의 뇌를 연구하고 있다. 하지만 사람에게는 침습적 방식을 이용하여 뇌의 신호들을 기록할 수 없기 때문에 간접적인 방식으로만 뇌의 신호를 기록하고 뇌에 자극을 가하는 방식을 취하고 있다. 이러한 방식들은 뇌의 특정 부위의 반응들을 상세하게 살피기 어렵고 직접적인 자극을 가하고 이에 대한 반응을 살피지 못하는 한계가 존재한다. 이에 따라 쥐와 같은 동물의 뇌에 침습적 방법을 이용하여 다양한 뇌 연구가 진행 중이다. 그러나 기존의 다양한 연구용 모듈들은 2 가지 한계가 존재한다. 첫 번째는, 뇌파와 기록된 뇌파를 저장기에 전송하는 방식인 RF 방식 모두 전자기파로 이루어져있기 때문에 서로 간섭이 존재한다. 두 번째로는 현재 구현된 장비들은 뇌 신호 기록기와 자극기가 별도로 존재한다는 점이다. 이에 따라 자극과 기록을 동시에 필요로 하는 피드백 실험을 하는 데에 있어 많은 제약이 따르는 한계가 있다. 본 연구에서는 이러한 한계를 극복하고자 뇌 신경 기록기와 자극기를 모두 하나의 집적회로 칩에 집약시켜서 제작하는 연구를 하였으며 또한, RF 신호와 뇌 신경 기록기 간의 간섭 문제를 해결하기 위해 RF 전송기를 모두 무선 가시광선 및 적외선 광통신을 이용하여 해결하는 연구를 진행하였다.