← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2010第2期Other
Switch-Matrix-Based High-Density Microelectrode Array in CMOS Technology Urs Fre
基于CMOS技术的高密度微电极阵列，用于神经元双向通信。
11,011个金属电极，126个通道，电极直径7μm，电极间距18μm
CMOS微电极阵列细胞外记录与刺激神经元接口可重构开关矩阵高密度电极
▸创新点1：高空间分辨率（每平方毫米3150个电极，电极直径7微米，间距18微米），通过CMOS技术实现了细胞级甚至亚细胞级的电信号记录精度，显著提升了传统MEA的电极密度（通常仅100电极/mm²），为神经元网络的高分辨率映射奠定基础。
▸创新点2：可重构的电极路由系统（126通道可编程开关矩阵），允许动态配置电极与记录通道的映射关系，解决了固定布线导致的灵活性限制，支持按实验需求优化信号采集策略（如聚焦特定区域或全阵列扫描）。
▸创新点3：低噪声电路设计（具体指标未明确但强调‘低噪声水平’），通过集成化的CMOS读出电路降低环境干扰，确保微弱细胞电信号（如神经元动作电位）的保真度，为高灵敏度检测提供硬件保障。
▸创新点4：高集成度系统架构（11,011电极+126通道集成于单一芯片），结合记录与刺激功能，实现双向通信，突破了传统分立式MEA的规模限制，为大规模体外电生理研究提供平台级解决方案。
Abstract
Pedron, Marco Ballini, Jan Mueller, Douglas Bakkum,
Sadik Hafizovic, Francesca D. Faraci, Frauke Greve, Kay-Uwe Kirstein, and Andreas Hierlemann , Member , IEEE
Abstract—We report on a CMOS-based microelectrode array
(MEA) featuring 11,011 metal electrodes and 126 channels, each
of which comprises recording and stimulation electronics, for
extracellular bidirectional communication with electrogenic cells,
such as neurons or cardiomyocytes. The important features in-
clude: (i) high spatial resol