• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2006년도 제33회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.154-154
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• 2006

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제12권6호
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• pp.307-314
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• 2008

Retinal prostheses are being developed to restore vision for the blind with retinal diseases such as retinitis pigmentosa (RP) or age-related macular degeneration (AMD). Among the many issues for prosthesis development, stimulation encoding strategy is one of the most essential electrophysiological issues. The more we understand the retinal circuitry how it encodes and processes visual information, the greater it could help decide stimulation encoding strategy for retinal prosthesis. Therefore, we examined how retinal ganglion cells (RGCs) in in-vitro retinal preparation act together to encode a visual scene with multielectrode array (MEA). Simultaneous recording of many RGCs with MEA showed that nearby neurons often fired synchronously, with spike delays mostly within 1 ms range. This synchronized firing - narrow correlation - was blocked by gap junction blocker, heptanol, but not by glutamatergic synapse blocker, kynurenic acid. By tracking down all the RGC pairs which showed narrow correlation, we could harvest 40 functional connectivity maps of RGCs which showed the cell cluster firing together. We suggest that finding functional connectivity map would be useful in stimulation encoding strategy for the retinal prosthesis since stimulating the cluster of RGCs would be more efficient than separately stimulating each individual RGC.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제21권5호
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• pp.555-563
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• 2017

Electrical stimulation through retinal prosthesis elicits both short and long-latency retinal ganglion cell (RGC) spikes. Because the short-latency RGC spike is usually obscured by electrical stimulus artifact, it is very important to isolate spike from stimulus artifact. Previously, we showed that topographic prominence (TP) discriminator based algorithm is valid and useful for artifact subtraction. In this study, we compared the performance of forward backward (FB) filter only vs. TP-adopted FB filter for artifact subtraction. From the extracted retinae of rd1 mice, we recorded RGC spikes with $8{\times}8$ multielectrode array (MEA). The recorded signals were classified into four groups by distances between the stimulation and recording electrodes on MEA (200-400, 400-600, 600-800, $800-1000{\mu}m$). Fifty cathodic phase-$1^{st}$ biphasic current pulses (duration $500{\mu}s$, intensity 5, 10, 20, 30, 40, 50, $60{\mu}A$) were applied at every 1 sec. We compared false positive error and false negative error in FB filter and TP-adopted FB filter. By implementing TP-adopted FB filter, short-latency spike can be detected better regarding sensitivity and specificity for detecting spikes regardless of the strength of stimulus and the distance between stimulus and recording electrodes.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제16권3호
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• pp.148-154
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• 2005

망막에서 나오는 활동전위와 같이 복잡한 신경망을 거쳐 처리되는 전기신호를 분석하기 위해서는 기존의 단일 전극 기록법으로는 어렵다. 단일 전극을 통한 활동전위의 기록은 개개의 신경세포 특성을 알아내는 데에는 유용한 방법이나 신경세포 간의 시간적, 공간적인 관계는 알아낼 수 없다는 한계를 가지고 있으므로 이같은 한계를 극복하기 위하여 다채널 전극을 이용한 신경신호 기록방법이 최근에 개발되어 널리 이용되고 있다. 다채널전극 기록 방식인 MEA60 시스템은 세포 밖에 위치한 60개의 전극이 생체신호를 동시에 기록한다. 세포 fi에 위치한 각각의 전극이 포착한 신경 신호는 하나의 망막신경절세포 반응이라기보다는 여러 세포의 반응이 동시에 기록될 가능성이 높다. 그러므로 여러 세포의 반응이 함께 기록된 신호로부터 각각의 세포로부터 나오는 파형을 구분하는 작업이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 다채널 전극으로 기록한 망막 신경절세포 신호로부터 MATLAB을 이용하여 활동전위 파형을 검출하고 분류하는 과정을 구현하여 보았다. 이러한 분류과정은 추후 진행되는 신호분석방법인 자극 후 시간 히스토그램(poststimulus time histogram, PSTH), 자기상관관계(autocorrelogram), 상호상관관계(cross-correlogram)를 보기 위하여 반드시 거쳐야 하는 전처리(preprocess) 과정이다. 본 연구에서는 MATLAB을 이용한 파형 구분 프로토콜을 확립하였을 뿐만 아니라 이러한 프로토콜이 신경절 세포의 활동전위 파형을 검출하는 데 유용한 방법임을 입증하였다