ユニットリーダー

フレイ、ウルス (D.Sci.)

当研究室では、バイオエレクトロニクスやバイオセンサー、即ち工学、生物学及びナノテクノロジーの間のインタフェースの学際的研究分野に焦点を合わせています。ラボオンチップ診断・神経インタフェース・創薬スクリーニングシステムなどの次世代の医療機器は、バイオエレクトロニクスによってさらに強化され、 生命システムとの相互作用する方法を変えるポテンシャルがあります。 当研究室の強みは生物学的用途のCMOS集積マイクロセンサーです。神経回路網とインターフェースする高解像度の微小電極アレイをデザインし用いることで、システムレベルでの神経挙動の理解を進めます。また単一の細胞の定量的測定のための高度なバイオセンサーも構築する予定です。

研究テーマ

• バイオエレクトロニクス
• CMOS集積マイクロセンサー
• システム生物学におけるバイオセンサーの活用

主要論文

• Obien, M. E. J., Deligkaris, K., Bullmann, T., Bakkum, D. J. & Frey, U.
  "Revealing neuronal function through microelectrode array recordings"
  Front. Neurosci. 8, 423 (2015) doi:10.3389/fnins.2014.00423
• Ballini, M., Mueller, J., Livi, P., Chen, Y., Frey, U., Stettler, A., et al.
  "A 1024-Channel CMOS Microelectrode Array With 26,400 Electrodes for Recording and Stimulation of Electrogenic Cells In Vitro"
  IEEE J. Solid-State Circuits 49, 2705-2719 (2014) doi:10.1109/jssc.2014.2359219
• Bakkum, D. J., Radivojevic, M., Frey, U., Franke, F., Hierlemann, A. & Takahashi, H.
  "Parameters for burst detection"
  Front. Comput. Neurosci. 7, 193 (2014) doi:10.3389/fncom.2013.00193
• Bakkum, D. J., Frey, U., Radivojevic, M., Russell, T. L., Mueller, J., Fiscella, M., et al.
  "Tracking axonal action potential propagation on a high-density microelectrode array across hundreds of sites"
  Nat. Commun. 4, 2181 (2013) doi:10.1038/ncomms3181
• Fiscella, M., Farrow, K., Jones, I. L., Jaeckel, D., Mueller, J., Frey, U., et al.
  "Recording from defined populations of retinal ganglion cells using a high-density CMOS-integrated microelectrode array with real-time switchable electrode selection"
  J. Neurosci. Methods 211, 103-113 (2012) doi:10.1016/j.jneumeth.2012.08.017
• Jaeckel, D., Frey, U., Fiscella, M., Franke, F. & Hierlemann, A.
  "Applicability of independent component analysis on high-density microelectrode array recordings"
  J. Neurophysiol. 108, 334-348 (2012) doi:10.1152/jn.01106.2011
• Hierlemann, A., Frey, U., Hafizovic, S. & Heer, F.
  "Growing Cells Atop Microelectronic Chips: Interfacing Electrogenic Cells In Vitro With CMOS-Based Microelectrode Arrays"
  Proc. IEEE 99, 252-284 (2011) doi:10.1109/jproc.2010.2066532
• Frey, U., Sedivy, J., Heer, F., Pedron, R., Ballini, M., Mueller, J., et al.
  "Switch-Matrix-Based High-Density Microelectrode Array in CMOS Technology"
  IEEE J. Solid-State Circuits 45, 467-482 (2010) doi:10.1109/jssc.2009.2035196
• Frey, U., Egert, U., Heer, F., Hafizovic, S. & Hierlemann, A.
  "Microelectronic system for high-resolution mapping of extracellular electric fields applied to brain slices"
  Biosensors & Bioelectronics 24, 2191-2198 (2009) doi:10.1016/j.bios.2008.11.028
• Frey, U., Graf, M., Taschini, S., Kirstein, K. & Hierlemann, A.
  "A digital CMOS architecture for a micro-hotplate array"
  IEEE J. Solid-State Circuits 42, 441-450 (2007) doi:10.1109/jssc.2006.889367