Entstehung und Erfassung bioelektrischer Signale

Zusammenfassung

Das Neuron ist die elementare Signalquelle. Die primären Prozesse bei der Entstehung des elektrischen Stromes spielen sich auf der Ebene biochemischer Reaktionen ab. Diese führen zur Bildung bzw. Bewegung von Ladungen beider Polaritäten, die im Neuron zeitlich und räumlich integriert werden. Beim Überschreiten einer Potentialschwelle werden Aktionspotentiale ausgelöst. Aktionspotentiale haben eine konstante Form und Amplitude. Die eingehende Information ist nach der Integration in der Häufigkeit der Aktionspotentiale kodiert, deren Folge einen quasi-stochastischen Charakter besitzt. Das Neuron ist genetisch gesehen der erste, natürliche Digitalisierer. Die primär elektrische neuronale Aktivität wird mit technologisch einfachen Sensoren nichtinvasiv von der Gewebeoberfläche galvanisch (Elektroden) oder isoliert bzw. statisch (kapazitive Sensoren) erfasst. Bei speziellen Fragestellungen werden invasive Sensoren (Nadelelektroden) verwendet. Unabhängig von der Sensortechnologie gilt, dass ein Sensor den Eingang des Messsystems darstellt, daher kommt ihm eine zentrale Bedeutung zu. Praktisch verwendbare Sensoren werden vorgestellt und am Beispiel realer Daten bewertet.

1 Elektronisches Zusatzmaterial

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