Streszczenie  9
Summary  11
Spis oznaczeń  13
1. Wstęp  17
2. Elektryczna aktywność tkanki nerwowej  20
2.1. Komórka nerwowa  20
2.2. Błona komórkowa  21
2.3. Potencjał spoczynkowy  24
2.4. Potencjał postsynaptyczny  25
2.5. Potencjał czynnościowy  27
2.6. Potencjały polowe  30
3. Elektrody pomiarowe  31
3.1. Rejestracje in vivo i in vitro  31
3.2. Konstrukcje elektrod  33
3.3. Model elektryczny elektrody  37
3.3.1. Rejestracja wewnątrz- i zewnątrzkomórkowa  37
3.3.2. Impedancja  38
3.3.3. Potencjał spoczynkowy  41
3.3.4. Szumy  41
3.3.5. Model elektryczny  42
4. Parametry kondycjonowania i cyfryzacji  43
4.1. Impedancja wejściowa  43
4.2. Pasmo częstotliwościowe  44 
4.2.1. Odcięcie potencjału spoczynkowego  44
4.2.2. Poprawa jakości sygnału  44
4.3. Szumy  45
4.4. Wzmocnienie, poziom stały i liniowość  46
4.5. Rozdzielczość i częstotliwość przetwornika A/C  47
5. Scalone układy kondycjonujące  51
5.1. Specyfika realizacji obwodów analogowych w technologii CMOS VLSI  52
5.1.1. Miniaturyzacja  52
5.1.2. Zakłócenia  52
5.1.3. Elementy bierne  53
5.1.4. Efekty niedopasowania  53
5.1.5. Realizacja filtrów RC o dużych stałych czasowych  54
5.1.5.1. Wstęp  54
5.1.5.2. Rezystory MOS  55
5.1.5.3. Kondensatory MOS  56
5.2. Układ scalony NeuroA  57
5.2.1. Architektura  57
5.2.2. Kanał kondycjonujący  57
5.2.3. Multiplekser  59
5.3. Układ scalony NeuroB  63
5.3.1. Kodowanie podpasmowe  63
5.3.2. Architektura układu  65
5.3.3. Multiplekser  67
5.3.4. Filtry  67
5.3.5. Wzmacniacze  71
5.3.6. Przestrajanie częstotliwości odcięcia  73
5.3.7. Liniowość wzmocnienia  75
5.3.8. Szumy  76
5.3.9. Porównanie z analogicznymi rozwiązaniami  76
5.4. Zestawienie parametrów użytkowych układów NeuroA i NeuroB  77
6. Modułowe wielokanałowe systemy pomiarowe do rejestracji in vivo i in vitro  80
6.1. Redukcja zakłóceń w układach kondycjonujących  80
6.2. Moduły kondycjonujące do pomiarów z użyciem ostrzowych matryc mikroelektrod  84 
6.3. Moduł kondycjonujący do pomiarów z użyciem płaskich matryc mikroelektrod  87
6.3.1. Układ elektroniczny  87
6.3.2. Układ podtrzymania życia  89
6.4. Moduł akwizycji i aplikacja pomiarowa  95
7. Testy neurobiologiczne  98
7.1. Rejestracje in vitro z użyciem płaskich matryc mikroelektrod i układu scalonego NeuroA  99
7.2. Rejestracje in vitro z użyciem matryc ostrzowych i układu scalonego NeuroB  101
7.2.1. Rytm theta  101
7.2.2. Źródła rytmu theta w hipokampie  102
7.2.3. Rytm theta vs. potencjały czynnościowe  104
7.2.4. Wykorzystanie rejestracji rytmu theta in vitro do testów wielokanałowych scalonych układów kondycjonujących  105
7.2.5. Pomiary rytmu theta w hipokampie in vitro z użyciem układów scalonych NeuroB  105
7.3. Rejestracje in vivo z użyciem matryc ostrzowych i układu scalonego NeuroB  112
7.3.1. Jądro niepewne  112
7.3.2. Pomiary potencjałów czynnościowych  113
7.3.3. Pomiary potencjałów polowych  114
7.3.3.1. Cykliczne przełączanie stanów  114
7.3.3.2. Skorelowana aktywność jądra niepewnego i hipokampu  115
7.3.3.3. Korelacja potencjałów czynnościowych i polowych  117
7.4. Podsumowanie  118
8. Projekt układu scalonego typu System on Chip  119
8.1. Wstęp  119
8.2. Kanały kondycjonowania  121
8.3. Kanały stymulacji  121
8.4. Multiplekser analogowy  123
8.5. Przetwornik A/C  124
8.6. Kontroler systemu  126
8.6.1. Architektura układu  126
8.6.2. Kompresja logarytmiczna  128 
8.7. Bloki do bezprzewodowego zasilania i transmisji danych pomiarowych  144
8.7.1. Bloki zasilające  145
8.7.1.1. Ograniczniki napięcia  146
8.7.1.2. Prostowniki  146
8.7.1.3. Źródło napięcia odniesienia  148
8.7.1.4. Stabilizatory napięcia z wyjściem unipolarnym  149
8.7.1.5. Stabilizatory napięcia z wyjściem bipolarnym  150
8.7.2. Nadajnik radiowy  151
9. Podsumowanie  153
Bibliografia  157