Engineering Development of a Multielectrode Array and Its Application to control of Foot and Ankle During Walking.

多电极阵列的工程开发及其在步行过程中足部和踝部控制中的应用。

基本信息

  • 批准号:
    9874533
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 5.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    1999-08-15 至 2001-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Multiple-microelectrode arrays are being developed as engineering tools for sampling the physiological activity of large numbers of nerve cells at once, in the brain or in nerves. Such arrays present technological challenges involving fabrication, interfaces to electrical connections, multiplexing by electronics, and computational data capture. They promise new levels of understanding of how whole groups of cells in the nervous system coordinate their activity for appropriate sensory processing or motor behavior. For example, the neural mechanisms underlying walking in tetrapod vertebrates are highly complex, involving sensory input and control of motor output for several different muscle groups rotating foot, ankle, knee and hip. Control of walking provides an excellent system to simultaneously test the engineering capability of this electrode system, and to discover principles of how sensory input is used for multi-joint coordination. This project uses a novel ceramic 100-electrode array chronically implanted in the sciatic nerve of the leg to study how sensory information is used for motor regulation of the walking gait under different walking speeds and loads. Results from this work will be important not only for understanding sensorimotor integration, but for further development of a device that will be extremely useful in analyzing brain activity in general, as well as having great potential for prosthetic engineering devices to assist walking recovery, for example, after spinal cord injury. The project also will have an impact on cross-disciplinary training between neurobiologists and engineers.
正在开发多微电极阵列作为工程工具,用于同时对大脑或神经中大量神经细胞的生理活动进行采样。 这种阵列提出了涉及制造、电连接接口、电子多路复用和计算数据捕获的技术挑战。 他们承诺对神经系统中整个细胞群如何协调其活动以进行适当的感觉处理或运动行为的理解达到新的水平。 例如,四足脊椎动物行走的神经机制非常复杂,涉及感觉输入和旋转脚、脚踝、膝盖和臀部的几个不同肌肉群的运动输出控制。 行走的控制提供了一个极好的系统,可以同时测试该电极系统的工程能力,并发现感觉输入如何用于多关节协调的原理。 该项目使用一种新型的陶瓷100电极阵列长期植入腿部坐骨神经,研究在不同的步行速度和负荷下,感觉信息如何用于步行步态的运动调节。 这项工作的结果不仅对于理解感觉运动整合非常重要,而且对于进一步开发一种在分析一般大脑活动方面非常有用的设备也非常重要,并且对于假肢工程设备辅助行走恢复(例如)具有巨大潜力。脊髓损伤后。 该项目还将对神经生物学家和工程师之间的跨学科培训产生影响。

项目成果

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    1205722
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  • 批准号:
    2314750
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  • 资助金额:
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  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 5.75万
  • 项目类别:
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  • 批准号:
    2338835
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 5.75万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
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    2347873
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 5.75万
  • 项目类别:
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  • 批准号:
    2345144
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 5.75万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
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