Sistema de aquisição e registro de sinais de neurônios in vitro em matriz de microletrodos

• Processo: 14/50201-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2017
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação - Sistemas de Computação
• Pesquisador responsável: José Hiroki Saito
• Beneficiário: José Hiroki Saito
• Empresa: Marco Antonio Nardy - ME
• Município: Bragança Paulista
• Auxílio(s) vinculado(s): 17/50270-5 - Sistema de registro de sinais de neurônios in vitro em matriz de microeletrodos, AP.PIPE
• Assunto(s): Amplificadores Conversão análogo-digital Eletrodos Neurônios
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Amplificador | Conversor Analogico Digital | Filtro Passa Banda | Interface Computacional | Matriz De Multieletrodos | Sinais Neuronais

Resumo

Matriz de microelétrodos (Microelectrode Array, MEA) é um dispositivo de múltiplos microelétrodos construído com a mesma tecnologia em nano escala dos circuitos integrados, na superfície do qual se faz uma cultura biológica de células neuronais, e que permite detectar variações do potencial elétrico local das células neuronais pelos microelétrodos, para o estudo da dinâmica das redes neuronais. O registro de sinais eletrofisiológicos em MEAs tem, também, utilidade em testes de produtos farmacológicos, aplicando esses produtos em culturas de neurônios in vitro e medindo os seus efeitos. Um exemplo desse sistema, o MEA padrão, fabricado pela MultiChannel Systems (MCS) em Reutlingen, Alemanha, utiliza um arranjo planar de 60 microelétrodos com 30cm de diâmetro e 200cm de espaçamento em substrato de vidro, sendo que cada microelétrodo pode ser usado tanto para sensoriamento como estímulo elétrico. As medidas elétricas obtidas em MEA são extracelulares, bem como os estímulos elétricos aplicados. Como os sinais eletrofisiológicos captados pelos microelétrodos são da ordem de microvolts, esses sinais devem ser amplificados cerca de 1200 vezes por um sistema amplificador de duas fases, com técnicas especiais que evitam à amplificação de ruídos. Pretende-se desenvolver um projeto do sistema de hardware para registro de dados e estímulos, considerando-se o uso do MEA padrão (MCS), incluindo soquete elétrico, pré-amplificadores, filtros, amplificadores, conversor analógico/digital, transmissão para o computador e estimulador elétrico. Paralelamente, propõe-se desenvolver um software preliminar para aquisição e análise dos sinais elétricos registrados e que seja também capaz de proporcionar estimulação em canais escolhidos. Para os testes iniciais do sistema de hardware, será desenvolvido um simulador eletrônico de MEA, que gera sinais no nível de amplitude compatível com os sinais eletrofisiológicos captados pela MEA, denominado Sim-MEA. Posteriormente, pretende-se testar o sistema com os sinais eletrofisiológicos gerados por culturas de neurônios de ratos Wistar, em laboratório apropriado. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

FAMBRINI, FRANCISCO; SAITO, JOSE HIROKI; DEL VAL CURA, LUIS MARIANO; IEEE. MEA Recording System Circuit Implementation. IECON 2017 - 43RD ANNUAL CONFERENCE OF THE IEEE INDUSTRIAL ELECTRONICS SOCIETY, v. N/A, p. 6-pg., 2017-01-01. (14/50201-5)