Beyin Aktiviteleri Kablosuz Olarak Takip Edilebilecek

Araştırmacılar büyük boyutlu entegre devreleri çok ince bir film üzerine uygulayabilecekleri yeni bir teknik geliştirdiler. Bu çalışma sayesinde beyin aktiviteleri rahatlıkla izlenebilecek ve beyin-makine arayüzü sistemlerine büyük katkılar sağlanacak. Nasıl mı? Ayrıntılar haberimizde.

A- A+

20.02.2016 tarihli yazı 9051 kez okunmuştur.

İnsanlar ve hayvanlar hareket ettiklerinde kendi beyin hücrelerinde küçük sinir sinyalleri üretirler. Sinir sistemi sayesinde elde edilen bu sinyaller gerçekleştirilen beyin-makine arayüzü (BMI) için gereklidir. Bu tür sinirsel kayıt sistemleri beyine bağlanan bir cihaz ve buna bağlanan harici bir cihaz ile kablolu şekilde mümkün olmaktadır ancak açılmış kafatasına uygulanan bu sistem bu açıklıktan enfeksiyonlara neden olabilmektedir. Bu sorunu ortadan kaldırmanın yolu beyne tamamen implante edilebilir kablosuz sinirsel bir arayüz geliştirmektir.

►İlginizi Çekebilir: Beyin İnceleme Yöntemleri

Beyin yüzeyine implante edilecek bu cihaz küçük boyutlu ve herhangi bir zarara yol açmayacak minimalize temas ile kullanım imkanı sunmalıdır. Dahası entegre bir güç kaynağı, kablosuz iletişim için anten ve birçok fonksiyonel devreyi barındırmalıdır. Toyohashi Teknoloji Üniversitesi Elektrik Elektronik Bilgi Mühendisliği bölümünden bir grup araştırmacı silikon wafer-level paketleme tekniği olarak bilinen sistemi geliştirerek büyük ölçekli entegre devreleri (LSI) kalınlığı 10 μm olan çok ince bir silikon film üzerine yerleştirmeyi başardılar. Bu çalışma flip-chip yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ayrıca araştırmacılar tasarlanan metoda uygun esnek antene sahip bir kablosuz güç transfer cihazı ve doğrultucu (alıcı) çip ürettiler.

►İlginizi Çekebilir: İnsan Vücudunda Elektrik Üretimi

Projenin ilk geliştiricisi ve doktora adayı Kenji Okabe: "Yüksek performanslı devreler ve buna entegre edilmiş esnek anten nasıl olabilir diye çalışmalar yaptık ve deneylerde elde edilen sonuçlar ile gerçek üretim yöntemlerini birlikte denedik." Proje lideri Yardımcı Doçent Ippei Akita: "Esnek cihazlar teknolojisini kullanmak antenler ya da sensör elektrotları gibi pasif elemanların biyo uyumlu olarak uygulanmasında iyi bir çözüm olmuştur. Öte yandan büyük bir tarihe sahip olan silikon tabanlı entegre devre teknolojisi birçok fonksiyonuyla beraber ultra düşük güçlü sistemler için uygundur. Bu yüzden minimalize temas ile implante edilebilir cihazların geliştirilebilmesi için biz bu teknolojilerin birleştirilmesi gerektiğine inanıyoruz."

İmal edilen bu cihaz 27mm x 5mm boyutlarında ve küçük bir kısmını kaplayan silikon çip ile beraber ince bir film olarak üretilmiştir. Bu nedenle beynin yüzeyine uyum sağlayacak şekilde yeterli bir esnekliğe sahiptir. Ayrıca kablosuz güç transferi (WPT) tuzlu su içerisindeki testlerinden başarıyla çıkmıştır. Bu kablosuz güç transfer cihazı sinirsel arayüzü oluşturan devreye enerji sağlayabilmiştir. Son çalışmalarda araştırmacılar bir LSI çipine daha fazla fonksiyon (yükselticiler, analog-dijital dönüştürücüler, sinyal işleyiciler ve rf devreleri) entegre etmeye çalışmaktadırlar. Bu çalışma daha güvenli beyin-makine sistemlerinin gelişmesine katkıda bulunabilir.

Kaynak:

►Sciencedaily