Functional characterization ofgraphene-based thin-film microelectrodeson rat sensorimotor cortex
Grafen bazlı ince-film mikroelektrodlarınsıçan duyu-motor korteksi üzerindefonksiyonel karakterizasyonu
- Tez No: 628969
- Danışmanlar: PROF. DR. BURAK GÜÇLÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Nöroloji, Bioengineering, Neurology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Biyomedikal Mühendislik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kortikal implantlara dayanan nöroprotezler, omurilik yaralanmaları ve amyotrofik lateral skleroz gibi ciddi nörolojik koşullarda kısmi sensorimotor fonksiyon sağlayabilmektedir. Bu sistemlerin temel bileşenlerinden biri, bir robotik uzvu kontrol etmek için beyin aktivitesini kaydeden ve/veya somatosensör geri bildirim için kullanılan mikroelektrot dizisidir. Grafen, yüksek elektrik iletkenliği ve şarj enjeksiyon kapasitesi, yüksek mekanik mukavemet, esneklik ve biyo-uyumluluk gibi içsel özellikleri nedeniyle elektrot malzemesi olarak iyi bir adaydır. Uyarılmış lokal alan potansiyelleri, anestezi altındaki Wistar albino sıçanlarda birincil somatosensör kortkesin arka uzuv temsilinden epidural olarak kaydedilmiştir. Vibrotaktil uyaran, bir motor tarafından arka uzuv tüysüz derisine uygulanan sinüzoidal (5-, 40- ve 250-Hz) yer değiştirmeler olarak seçilmiştir (süre: 0.5-s, genlik aralığı: 19- 270 mm). Performans karşılaştırmaları eşleşen Grafen ve Pt-Ir yüzey elektrotları arasında yapılmıştır. Her iki elektrotta da kontralateral uyaranların başlamasından kısa bir süre sonra uyarılmış potansiyeller gözlemlenmiştir. Pt-Ir elektrotlar için SNR değerlerinin biraz daha yüksek olduğu görüldü. Endüşük empedans değerlerinin ise grafen elektrot kanallarında bulunduğu ancak kanallar arası empedans sapmasının diğer elektroda göre daha yüksek olduğu ortaya konuldu. Grafen elektrot kanallarının performansının, devam eden geliştirme çabaları nedeniyle heterojen olduğu gözlemlendi. Bu tez, doğal duyusal uyaranlara bağlı sinyallerin beyin tarafından işlenmesi sırasında grafen elektrotların ilk fonksiyonel testlerinden birini içerir.
Özet (Çeviri)
Neuroprostheses based on cortical implants are promising to provide partial sensorimotor function in severe neurological conditions such as spinal cord injuries and amyotrophic lateral sclerosis. One of the key components of these systems is the microelectrode array, which is used for recording brain activity to control a robotic limb and/or for stimulation to induce somatosensory feedback. Graphene is a good candidate as electrode material due to its intrinsic features such as high electrical conductivity and charge injection capacity, high mechanical strength, flexibility and biocompatibility. Evoked local field potentials were recorded epidurally at the hindpaw representation of SI in anesthetized Wistar albino rats. The vibrotactile stimuli were bursts of sinusoidal (5-, 40-, and 250-Hz) displacements (duration: 0.5-s, amplitude range: 19 - 270 $\mu$m) applied on the glabrous skin. Performance comparisons were made between matching research grade graphene and commercial Pt-Ir surface electrodes on the same subjects (active site diameter: 25-$\mu$m). Robust evoked potentials could be observed shortly after the onset of contralateral stimuli in both electrodes. Pt-Ir electrodes exhibited slightly higher SNR while the lowest impedances were recorded from the channels of the graphene array. Variance of the impedance values were smaller for the channels of the Pt-Ir electrodes. The performance of the graphene electrode channels was observed to be heterogeneous due to ongoing development efforts. This thesis includes one of the first functional tests of graphene electrodes during processing of the natural sensory stimuli in the brain.
Benzer Tezler
- Design, fabrication, and optical characterization of thin film devices based on MoS2, MoO3, WO3
MoS2, MoO3, WO3 tabanlı ince film aygıtlarının tasarımı, üretimi ve optik karakterizasyonu
NECİP AYHAN TERTEMİZ
Doktora
İngilizce
2025
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFotonik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİNAN BALCI
PROF. DR. YAŞAR AKDOĞAN
- Fonksiyonel grup içeren tetrapirol türevlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of tetrpyrolle derivatives containing functional groups
YAĞMUR ZEYNEP YURDAKUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESİN HAMURYUDAN
DOÇ. DR. MUKADDES ÖZÇEŞMECİ
- Formation and functionalization of boron phosphide monolayers
Tek atomik katmanlı boron fosfor yapılarının oluşturulması ve işlevselleştirilmesi
LÜTFİYE HALLIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. ENGİN DURGUN
- An improved technique for the exfoliation of graphene nanosheets and utilization of their nanocomposites as fuel cell electrodes
Grafen nanotabakalarının ayırılması için geliştirilmiş yöntem ve grafen nokompozitlerinin yakıt pili elektrotu olarak kullanımı
BURCU SANER OKAN
Doktora
İngilizce
2011
KimyaSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUDA YÜRÜM
- Magnetron saçtırma tekniği ile büyütülen MoS2 ince filmlerin optik karakterizasyonu
Optical characterisation od MoS2 thin films grown by magnetron sputter
HÜRGÜL CENGİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EDA GOLDENBERG