Ricerc@Sapienza

Lo sviluppo della ricerca nelle neuroscienze ha generato un crescente interesse nei sistemi di "neural recording" in grado di monitorare l'attività di grandi gruppi di neuroni. I circuiti integrati progettati per interfacciare array di microelettrodi impiantati nel cervello e per elaborare segnali neurali sono componenti chiave per trattare disturbi neurologici, come l'epilessia e il morbo di Parkinson, e per accelerare la ricerca nel campo delle interfacce cervello-macchina. Il tipico microsistema neurale è composto da un array di microelettrodi impiantato nel tessuto cerebrale, collegato a un amplificatore front-end, che è il primo stadio della catena di elaborazione. Questo è seguito da un ulteriore stadio di filtraggio/amplificazione che pilota un convertitore analogico-digitale (ADC). Questa catena di elaborazione singola viene replicata molte volte per creare una serie di diversi microsistemi neurali che consentono di monitorare simultaneamente diversi neuroni. Le principali specifiche da considerare nella progettazione di circuiti per il le applicazioni di registrazione neurale sono: alto guadagno differenziale, alto rapporto di reiezione di modo comune (CMRR) e rapporto di reiezione dell'alimentazione (PSRR), basso rumore di ingresso (IRN), basso consumo energetico e ingombro ridotto. Nel presente progetto di ricerca ci si vuole concentrare sui blocchi più critici della catena di elaborazione ovvero l'amplificatore front-end e il secondo stadio di filtraggio/amplificazione. Si proporranno topologie circuitali e metodologie di progetto innovative che sfrutteranno le caratteristiche delle recenti tecnologie CMOS a canale ultra-corto per progettare circuiti integrati con prestazioni adeguate ai requisiti imposti dall'applicazione e contemporaneamente in grado di operare a bassa tensione di alimentazione, a bassissimo consumo di potenza e con una limitata occupazione di area di silicio.