L’exposition aux radiations laser infrarouge peut être utilisée afin de dépolariser des neurones et stimuler l’activité neuronale. Le mécanisme sous-jacent d’une telle stimulation est supposé résulter d’une interaction photothermique. En effet, l’absorption de la radiation infrarouge par le tissu biologique cible, et l’eau qu’il contient, induit une augmentation de température de manière localisée, qui soit influencerait directement les propriétés membranaires de la cellule soit agirait par le biais de l’activation de canaux ioniques thermo-sensibles. Dans la plupart des cas, l’activité électrique des neurones est mesurée électriquement à l’aide de microélectrodes, mais elle peut également être sondée par le biais de la microscopie de fluorescence faisant intervenir des indicateurs calciques. Dans ce travail, l’impact de l’exposition à la radiation infrarouge sur les signaux calciques de neurones a été étudié dans le but d’éclaircir et de préciser le mécanisme résultant de l’interaction photothermique. Des neurones HT22, issus d’hippocampe de souris, et des cellules U87, issues d’un glioblastome humain, ont été utilisés en tant qu’exemples de cellules électriquement excitables et non excitables respectivement. Afin de mesurer la température et les signaux calciques au niveau cellulaire, les fluorophores Rhodamine B et Fluo-4 ont été employés. Le montage, par conséquent tout optique, pour étudier l’influence de l’exposition infrarouge sur l’activité neurale est donc présenté, ainsi que la démarche scientifique menant à l’identification de l’implication de l’activité de la phospholipase C dans le mécanisme étudié. La possibilité de stimuler l’activité neurale in vivo, dans le cerveau d’une souris, avec une mesure simultanée des signaux calciques, est également démontrée à l’aide de souris transgéniques exprimant le GCaMP6S. / Infrared laser light radiation may be used to depolarize neurons and to stimulate neural activity. The underlying mechanism of such stimulation is believed to happen due to a photothermal interaction. The absorption of the infrared radiation by the targeted biological tissue inducing a local temperature increase which either directly influence membrane properties or act via temperature sensitive ion channels. Action potentials are typically measured electrically in neurons with microelectrodes, but they can also be observed using fluorescence microscopy techniques that use synthetic or genetically encoded calcium indicators. In this work, we studied the impact of infrared laser light on neuronal calcium signals to address the mechanism of these thermal effects. HT22 mouse hippocampal neurons and U87 human glioblastoma cells were used loaded with the fluorescent calcium dye Fluo-4 and with the temperature sensitive fluorophore Rhodamine B to measure calcium signals and temperature changes at the cellular level. Here we present our all-optical strategy for studying the influence of infrared laser light on neural activity, and the scientific approach leading to conclusion of the involvement of Phospholipase C activity during infrared neural stimulation. The ability of infrared exposure to trigger neural activity in mice brain in vivo is also investigated with the use of GCaMP6s transgenic mice.

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Thesis (Ph.D.)--University of Alberta, 2009. / A thesis submitted to the Faculty of Graduate Studies and Research in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Neuroscience, Centre for Neuroscience. Title from pdf file main screen (viewed on October 18, 2009). Includes bibliographical references.

A eletrônica empregada no desenvolvimento de estimuladores elétricos funcionais contempla enorme diversificação de técnicas e tecnologias, cujas soluções para o estágio de saída variam desde circuitos transistorizados (bipolares ou MOSFETs), transformadores de pulso até amplificadores operacionais de alta tensão. Desenvolver um estimulador elétrico neuromuscular bifásico com saída em ponte H isolada eletricamente. O sistema de estimulação elétrica neuromuscular bifásico contém saída em ponte H utilizando somente transistores MOSFET canal N, permitindo a geração de pulsos bifásicos e monofásicos com controle de amplitude independente para cada pulso, por meio de uma plataforma eletrônica flexível, que possibilita sua utilização com diversos tipos de elementos de controle, desde microcontroladores e FPGA até dispositivos de instrumentação virtual do tipo LabView. Foram realizados testes de bancada que permitiram avaliar o desempenho do instrumento todo e de seus módulos separadamente. A faixa de alimentação utilizada nos testes foi de 12 a 24V, sendo relacionada diretamente a técnica de geração da alta tensão empregada que permitiu produzir de 280 V a 300 V, utilizados na ponte H, que por sua vez, apresentou o desempenho esperado fornecendo pulsos bifásicos com valores de pico a pico de até 600 V, que pudendo ter sua amplitude dos pulsos controlada individualmente com uma resolução de 73,26 mV (4096 passos), permitindo, assim, a geração de diferentes padrões estimulatórios criados a partir da interface gráfica. O estimulador projetado propiciou o desenvolvimento de uma nova técnica de saída em ponte H utilizando transistores MOSFET canal N na construção de estimuladores elétricos neuromusculares com saída bifásica e com controle de amplitude independente para cada pulso. Tal funcionalidade poderá contribuir para novos estudos e trabalhos em reabilitação empregando estimulação elétrica neuromuscular, considerando que, por meio da interface gráfica criada, formas de ondas estimulatórias específicas podem ser geradas. / The electronics used in the development of functional electrical stimulators include huge diversification of techniques and technologies, whose solutions for the output stage range from transistor circuits (bipolar or MOSFET), to pulse transformers and high-voltage operational amplifiers. To develop a biphasic neuromuscular electrical stimulator with electrically isolated H-bridge output. The electrical neuromuscular stimulation system contains biphasic H-bridge output using only N-channel MOSFET transistors, allowing the generation of mono and biphasic pulses whose pulse amplitudes are independently controlled by a flexible electronics platform, which enables its use with different types of control elements, from microcontroller and FPGA devices to Labview virtual instrument. Bench tests were performed that allowed to assess the performance of the instrument and all its modules separately. The power range used in the tests was 12 to 24V, the technique is directly related to generate the high voltage used which allowed to produce 280 V to 300 V, used in the H bridge, which in turn performed as expected providing pulses biphasic with peak to peak values of 600 V, which pudendal have its amplitude pulses individually controlled with a resolution of 73.26 mV (step 4096), thus allowing the generation of stimulatory different patterns created from the graphical interface. The project developed led the design of a new technique for H-bridge output using transistors N-channel MOSFET in the construction of biphasic neuromuscular electrical stimulator with independent amplitude control for each pulse. Such functionality can contribute to new studies and rehabilitation using neuromuscular electrical stimulation, whereas through the graphical user interface created stimulatory specific waveforms can be generated.

Capes / A tetraplegia é uma lesão na medula espinhal, que compromete o tronco, os membros superiores e inferiores e músculos respiratórios. Nas lesões completas, a função motora e sensorial abaixo do nível da lesão apresenta-se comprometida. Nas lesões incompletas ou parciais, ocorre a preservação da função motora e sensitiva, não havendo padrões definidos de recuperação. A estimulação elétrica já vem sendo utilizada para indução respiratória diafragmática. Neste trabalho, foram avaliados 10 indivíduos tetraplégicos, de ambos os sexos, na faixa etária de 18 á 48 anos, durante 10 sessões onde foram aplicados anamnese, avaliação inicial constando sinais vitais, cintometria, manovacuometria, oximetria, avaliação do nível da lesão, e a avaliação do déficit motor e respiratório. Aplicaram-se dois métodos utilizando o sistema de Eletroestimulação sincronizada: o primeiro com sincronização manual, FESSM (Estimulação Elétrica Funcional) e o segundo, usando o MD2, com sincronização automática. A função muscular do Diafragma foi avaliada antes e depois das aplicações de estimulação elétrica, cuja intenção era potencializar a ação, possibilitando um melhor recrutamento muscular e, conseqüentemente, uma melhor reeducação muscular respiratória. Quanto a análise comparativa entre os métodos, após a intervenção com equipamento I observou-se melhores resultados em relação aos parâmetros sinais vitais e manovacuômetria. Com a intervenção do equipamento II, observou-se melhores resultados nos parâmetros oximetria e grau de dispnéia. O equipamento I apresentou resultados satisfatórios em relação a função do sistema digestório, principalmente em pacientes com lesão medular incompleta. / The tetraplegia is an injury in the spinal cord that compromises the motor and sensitive systems commanded by the spinal cord below of that damage level. Respiratory muscles are compromises too. In complete injuries, motor and sensorial function completely damaged. In the incomplete or partial injuries, motor and sensitive function occurs, but no recovery pattern is known. The electric stimulation is used nowadays for respiratory induction. In this work, 10 tetraplegic patients had been evaluated, both gender, ages range from 18 to 48 years, during 10 sessions where anamneses were applied. Vital signals motor respiratory disfunction, and injury level were evaluated. The system of synchronized electrostimulation was applied using two methods: the first one with manual synchronization; FESSM; and the second one, using the MD2, with automatic synchronization. The muscular function of the Diaphragm was evaluated before and after the applications of electrostimulation. The comparative analysis between the two methods, had shown better results after the intervention with equipment I regarding the parameters and vital signs of manovacuometry. With the intervention of equipment II, it was observed better results in the pulse parameters and degree of dyspnea. The equipment I had shown satisfactory results for the function of the digestive system, especially in patients with incomplete spinal cord injury.

A aplicação de corrente elétrica na pele humana estimula alguns dos nervos periféricos e fibras do corpo humano, causando diversas reações tais como o aumento da produção de suor. Além disso, a análise dessas reações pode ser usada para diagnosticar doenças como diabetes. No entanto, grande parte dos aparelhos de estimulação elétrica comerciais utilizam sinais de onda quadrada. Esses sinais não são ideais uma vez que estimulam não somente as glândulas desejadas (fibras C), mas também as fibras A-delta do corpo, responsáveis pela sensação rápida de dor. Neste contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema eletrônico para controlar a estimulação elétrica da pele humana. O objetivo do sistema é tornar possível o teste diferentes padrões de pulsos de corrente elétrica, a fim de obter a forma ideal para maximizar os efeitos desejados com um mínimo de dor. Como resultado do projeto tem-se o desenvolvimento de um dispositivo eletrônico microcontrolado que gera pulsos elétricos baseados em sinais pré-programados recebidos de um PC via USB. Além disso, o sistema é capaz de medir o valor da impedância da pele durante a estimulação elétrica, o que pode complementar o processo de diagnóstico. Os resultados dos testes realizados com o sistema mostraram que a intensidade da dor durante a estimulação pode ser minimizada apenas com a forma do pulso, sem a alteração da amplitude e da energia do sinal. Além disso, uma pequena diferença na impedância da pele foi observada quando diferentes formas de onda foram aplicadas. / It has been found that electrical current applied to the human skin stimulates some of the peripheral nerves and fibers of the human body, causing several reactions such as the increase of sweat production. Moreover the analyses of such reactions can be used to diagnose some diseases, for example diabetes. Nevertheless, most of the electrical stimulation devices, which use mostly square wave signals, are not optimal since they stimulate not only the desired glands (C-fiber) but also the Aδ-fibers of the body, responsible for the fast pain sensation. In this context, this work presents the development of a microcontroller based electronic system for controlling the electrical stimulation of human skin. The objective of the system was to make it possible to test different patterns of electric current pulses, in order to obtain the ideal shape for maximizing the desired stimulation effects with minimal pain. The result of the project was an electronic device that generates electrical pulses based on pre-programmed signals, which are received through a USB interface from a PC. Moreover the system was able to measure the skin impedance value during the electrical stimulation, complementing the diagnosis. The results of the tests carried out with the system showed that the pain intensity during the stimulation could be minimized according to the pulse shape not changing the amplitude and energy of the signal. Moreover a slight difference in the skin impedance was observed when different shapes were applied.

A eletrônica empregada no desenvolvimento de estimuladores elétricos funcionais contempla enorme diversificação de técnicas e tecnologias, cujas soluções para o estágio de saída variam desde circuitos transistorizados (bipolares ou MOSFETs), transformadores de pulso até amplificadores operacionais de alta tensão. Desenvolver um estimulador elétrico neuromuscular bifásico com saída em ponte H isolada eletricamente. O sistema de estimulação elétrica neuromuscular bifásico contém saída em ponte H utilizando somente transistores MOSFET canal N, permitindo a geração de pulsos bifásicos e monofásicos com controle de amplitude independente para cada pulso, por meio de uma plataforma eletrônica flexível, que possibilita sua utilização com diversos tipos de elementos de controle, desde microcontroladores e FPGA até dispositivos de instrumentação virtual do tipo LabView. Foram realizados testes de bancada que permitiram avaliar o desempenho do instrumento todo e de seus módulos separadamente. A faixa de alimentação utilizada nos testes foi de 12 a 24V, sendo relacionada diretamente a técnica de geração da alta tensão empregada que permitiu produzir de 280 V a 300 V, utilizados na ponte H, que por sua vez, apresentou o desempenho esperado fornecendo pulsos bifásicos com valores de pico a pico de até 600 V, que pudendo ter sua amplitude dos pulsos controlada individualmente com uma resolução de 73,26 mV (4096 passos), permitindo, assim, a geração de diferentes padrões estimulatórios criados a partir da interface gráfica. O estimulador projetado propiciou o desenvolvimento de uma nova técnica de saída em ponte H utilizando transistores MOSFET canal N na construção de estimuladores elétricos neuromusculares com saída bifásica e com controle de amplitude independente para cada pulso. Tal funcionalidade poderá contribuir para novos estudos e trabalhos em reabilitação empregando estimulação elétrica neuromuscular, considerando que, por meio da interface gráfica criada, formas de ondas estimulatórias específicas podem ser geradas. / The electronics used in the development of functional electrical stimulators include huge diversification of techniques and technologies, whose solutions for the output stage range from transistor circuits (bipolar or MOSFET), to pulse transformers and high-voltage operational amplifiers. To develop a biphasic neuromuscular electrical stimulator with electrically isolated H-bridge output. The electrical neuromuscular stimulation system contains biphasic H-bridge output using only N-channel MOSFET transistors, allowing the generation of mono and biphasic pulses whose pulse amplitudes are independently controlled by a flexible electronics platform, which enables its use with different types of control elements, from microcontroller and FPGA devices to Labview virtual instrument. Bench tests were performed that allowed to assess the performance of the instrument and all its modules separately. The power range used in the tests was 12 to 24V, the technique is directly related to generate the high voltage used which allowed to produce 280 V to 300 V, used in the H bridge, which in turn performed as expected providing pulses biphasic with peak to peak values of 600 V, which pudendal have its amplitude pulses individually controlled with a resolution of 73.26 mV (step 4096), thus allowing the generation of stimulatory different patterns created from the graphical interface. The project developed led the design of a new technique for H-bridge output using transistors N-channel MOSFET in the construction of biphasic neuromuscular electrical stimulator with independent amplitude control for each pulse. Such functionality can contribute to new studies and rehabilitation using neuromuscular electrical stimulation, whereas through the graphical user interface created stimulatory specific waveforms can be generated.

Capes / A tetraplegia é uma lesão na medula espinhal, que compromete o tronco, os membros superiores e inferiores e músculos respiratórios. Nas lesões completas, a função motora e sensorial abaixo do nível da lesão apresenta-se comprometida. Nas lesões incompletas ou parciais, ocorre a preservação da função motora e sensitiva, não havendo padrões definidos de recuperação. A estimulação elétrica já vem sendo utilizada para indução respiratória diafragmática. Neste trabalho, foram avaliados 10 indivíduos tetraplégicos, de ambos os sexos, na faixa etária de 18 á 48 anos, durante 10 sessões onde foram aplicados anamnese, avaliação inicial constando sinais vitais, cintometria, manovacuometria, oximetria, avaliação do nível da lesão, e a avaliação do déficit motor e respiratório. Aplicaram-se dois métodos utilizando o sistema de Eletroestimulação sincronizada: o primeiro com sincronização manual, FESSM (Estimulação Elétrica Funcional) e o segundo, usando o MD2, com sincronização automática. A função muscular do Diafragma foi avaliada antes e depois das aplicações de estimulação elétrica, cuja intenção era potencializar a ação, possibilitando um melhor recrutamento muscular e, conseqüentemente, uma melhor reeducação muscular respiratória. Quanto a análise comparativa entre os métodos, após a intervenção com equipamento I observou-se melhores resultados em relação aos parâmetros sinais vitais e manovacuômetria. Com a intervenção do equipamento II, observou-se melhores resultados nos parâmetros oximetria e grau de dispnéia. O equipamento I apresentou resultados satisfatórios em relação a função do sistema digestório, principalmente em pacientes com lesão medular incompleta. / The tetraplegia is an injury in the spinal cord that compromises the motor and sensitive systems commanded by the spinal cord below of that damage level. Respiratory muscles are compromises too. In complete injuries, motor and sensorial function completely damaged. In the incomplete or partial injuries, motor and sensitive function occurs, but no recovery pattern is known. The electric stimulation is used nowadays for respiratory induction. In this work, 10 tetraplegic patients had been evaluated, both gender, ages range from 18 to 48 years, during 10 sessions where anamneses were applied. Vital signals motor respiratory disfunction, and injury level were evaluated. The system of synchronized electrostimulation was applied using two methods: the first one with manual synchronization; FESSM; and the second one, using the MD2, with automatic synchronization. The muscular function of the Diaphragm was evaluated before and after the applications of electrostimulation. The comparative analysis between the two methods, had shown better results after the intervention with equipment I regarding the parameters and vital signs of manovacuometry. With the intervention of equipment II, it was observed better results in the pulse parameters and degree of dyspnea. The equipment I had shown satisfactory results for the function of the digestive system, especially in patients with incomplete spinal cord injury.

A aplicação de corrente elétrica na pele humana estimula alguns dos nervos periféricos e fibras do corpo humano, causando diversas reações tais como o aumento da produção de suor. Além disso, a análise dessas reações pode ser usada para diagnosticar doenças como diabetes. No entanto, grande parte dos aparelhos de estimulação elétrica comerciais utilizam sinais de onda quadrada. Esses sinais não são ideais uma vez que estimulam não somente as glândulas desejadas (fibras C), mas também as fibras A-delta do corpo, responsáveis pela sensação rápida de dor. Neste contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema eletrônico para controlar a estimulação elétrica da pele humana. O objetivo do sistema é tornar possível o teste diferentes padrões de pulsos de corrente elétrica, a fim de obter a forma ideal para maximizar os efeitos desejados com um mínimo de dor. Como resultado do projeto tem-se o desenvolvimento de um dispositivo eletrônico microcontrolado que gera pulsos elétricos baseados em sinais pré-programados recebidos de um PC via USB. Além disso, o sistema é capaz de medir o valor da impedância da pele durante a estimulação elétrica, o que pode complementar o processo de diagnóstico. Os resultados dos testes realizados com o sistema mostraram que a intensidade da dor durante a estimulação pode ser minimizada apenas com a forma do pulso, sem a alteração da amplitude e da energia do sinal. Além disso, uma pequena diferença na impedância da pele foi observada quando diferentes formas de onda foram aplicadas. / It has been found that electrical current applied to the human skin stimulates some of the peripheral nerves and fibers of the human body, causing several reactions such as the increase of sweat production. Moreover the analyses of such reactions can be used to diagnose some diseases, for example diabetes. Nevertheless, most of the electrical stimulation devices, which use mostly square wave signals, are not optimal since they stimulate not only the desired glands (C-fiber) but also the Aδ-fibers of the body, responsible for the fast pain sensation. In this context, this work presents the development of a microcontroller based electronic system for controlling the electrical stimulation of human skin. The objective of the system was to make it possible to test different patterns of electric current pulses, in order to obtain the ideal shape for maximizing the desired stimulation effects with minimal pain. The result of the project was an electronic device that generates electrical pulses based on pre-programmed signals, which are received through a USB interface from a PC. Moreover the system was able to measure the skin impedance value during the electrical stimulation, complementing the diagnosis. The results of the tests carried out with the system showed that the pain intensity during the stimulation could be minimized according to the pulse shape not changing the amplitude and energy of the signal. Moreover a slight difference in the skin impedance was observed when different shapes were applied.

Abstract The goal of this thesis was to investigate and build new circuit solutions for electrophysiological measurements that would be used in biophysical research of nervous system and brain activity. The first aim was to build a micromotion compensation system that could compensate for the relative movement of measurement microelectrodes and neurons that can cause signal attenuation or even loss. The purpose of this work was to stabilize the microelectrode with respect to the preparation in order to achieve more stable measurements with small test animals, such as insects, rodents or reptiles. The movement is measured with a touch probe sensor and a feedback loop containing a piezoelectric actuator that adjusts the position of the electrode. A prototype micromotion compensation system was built and its performance was measured in a realistic measurement condition. The compensation system was used to reduce the motion of the probe to below 1 µm, resulting in up to 98% compensation below 10 Hz. The design of the micromotion compensation system took advantage of a preceding study on a piezoelectric bimorph actuator/sensor structure. This study is also presented in the thesis. Another aim of the research was to design and build an integrated multichannel neural signal recording system with stimulation capabilities. The circuit was designed to amplify, digitize and stream out data from extracellular neuronal signal measurements. The main target of the measurement system are action potential signals, which are a type of “digital communication” between nerve cells that evolution has produced. The waveform of these action potential signals is the focus of interest. To accomplish this measurement, the developed circuit contains preamplification, multiplexing, post-amplification, A/D conversion and control logic for the A/D converter and data transmission. The circuit is also externally programmable, and it contains DACs for tuning high-pass filter corner frequency, amplifier bias current and stimulation current. The implemented electronics have low noise, low power and small circuit area. The gain of the circuit is adjustable from 100 to 5000 and the high-pass filter corner frequency from 0.5 Hz to 900 Hz. The sample rate is 20.833 kSps and the data rate is 3.5 Mbps. The measured noise level of the circuit is 7.5μV (rms) (300 Hz - 10 kHz) and the whole chip consumes less than 2 mW of power. A 16-channel prototype chip with 0.35μm CMOS technology was manufactured and its performance was measured. Backend electronics containing a microcontroller supporting high-speed USB data transfer was also programmed for the system. The device was tested in real measurements of neuronal signals in a cockroach (Periplaneta americana) preparation, and reliable streaming of the recorded data to the PC verified its proper function. / Tiivistelmä Tämän väitöskirjatyön tavoitteena oli kehittää mittaus- ja säätöjärjestelmiä aivotutkimuksen ja biofysiikan sovelluksiin. Ensimmäisenä tutkimuskokonaisuutena oli mittaus- ja säätöjärjestelmän kehittäminen, minkä tavoitteena oli mahdollistaa aivojen sähköisen signaloinnin mittaaminen mahdollisimman luonnollisessa tilassa olevilla koe-eläimillä (esim. hyönteiset, matelijat tai pienet nisäkkäät). Tätä varten kehitettiin aktiivinen liikekompensointimekanismi, jossa kosketusanturilla mitattiin aivokudoksen mikrometriluokan mekaanista liikettä ja kompensoitiin sähköistä mittausta suorittavan anturin ja aivon välinen suhteellinen liike liikuttamalla takaisinkytkentälenkissä olevaa pietsosähköistä aktuaattoria. Kompensointimekanismin toiminta testattiin realistisissa mittausolosuhteissa. Liikekompensoinnilla saatiin vähennettyä mittausanturin liikettä suhteessa kudokseen alle mikrometriin, maksimikompensoinnin ollessa noin 98 % alle 10 Hz:n taajuudella. Väitöskirjaan liitettiin pietsosähköisiin komponentteihin liittyen taustatiedoksi artikkeli aiemmin suunnitellusta pietsosähköisestä bimorph aktuaattori/sensori -komponentista. Toisen tutkimuskokonaisuuden muodosti suurten hermosolupopulaatioiden toiminnan mittaamiseen sekä stimulointiin kehitetty monikanavainen järjestelmä. Tärkeimpänä mittauskohteena työssä ovat ekstrasellulaariset aktiopotentiaalisignaalit, jotka ovat eräänlainen evoluution tuottama “digitaalinen” hermosolujen välinen kommunikaatiomenetelmä. Kiinnostuksen kohteena ovat näiden aktiopotentiaalisignaalien aaltomuodot. Mittauksia varten työssä kehitettiin hermosolujen solun ulkopuoliseen nesteeseen asetettaviin elektrodeihin kytkettävä elektroniikka, jolla pystytään sekä stimuloimaan että mittaamaan jokaista elektrodia. Suunniteltu vahvistinelektroniikka on matalakohinainen, matalatehoinen ja pienikokoinen. Mittausjärjestelmään on suunniteltu myös multipleksointi, A/D-muunninelektroniikka sekä ohjauslogiikka, joka sisältää muunnostulosten puskuroinnin integroidun piirin rekisteripankkeihin, SPI-liitynnän high-speed USB protokollaa tukevalle mikrokontrollerille sekä konfiguraatiorekistereitä, joihin SPI-väylän kautta kirjoittamalla voidaan säätää piirin vahvistusta, operaatiovahvistimien biasvirtoja, kaistanleveyttä sekä stimulaatiovirtojen voimakkuuksia. Piirin vahvistus on säädettävissä 100:n ja 5000:n välillä ja ylipäästösuodatuksen kulmataajuus välillä 0,5 Hz - 900 Hz. Piirin näytteistystaajuus on 20,833 kSps ja tiedonsiirtonopeus 3,5 Mbps. Piirin kohinatasoksi mitattiin 7,5 µV (rms) (300 Hz - 10 kHz) ja koko piirin tehonkulutukseksi alle 2 mW. Integroidusta piiristä valmistettiin 16-kanavainen prototyyppi 0,35 µm:n CMOS-teknologialla. Kehitetyn laitteen toiminta varmistettiin mittaamalla hermosignaaleja torakkapreparaatista (Periplaneta americana). Mittausdata siirrettiin onnistuneesti ja luotettavasti PC:lle.