Chemie Diplomarbeit / Fakultät für Chemie und Pharmazie ...

Modifikation und Charakterisierung von Mikroelektrodenstrukturen zur Optimierung der kapazitiven Kommunikation mit Nervenfasern
Elektroden sollten sich externe Signale an die Nervenendigungen ebenso selektiv
übermitteln lassen. 4, 5
2. Die geometrische Anordnung sollte so ausgelegt sein, daß es zu keiner
Signalinterferenz (crosstalk) zwischen den einzelnen Elektroden und zu keinen
Leckströmen an dem Zellgewebe vorbei in das die Zellen umgebende Medium
hinein kommen kann.
3. Die physikalischen und elektrischen Eigenschaften der Multielektrodenstruktur
müssen reproduzierbar sein. Die Ausgangsmaterialien sollen billig sein und sich in
einen zuverlässigen, reproduzierbaren und nach Möglichkeit schon erprobten
Fertigungsprozeß (z.B. CMOS-Technologie) eingliedern lassen. Weiterhin soll die
Steuerungs- und Verstärkungselektronik klein und möglichst in die Elektrode
integriert sein, um durch den Einsatz von implantierten Sendern die transkutane
Ableitung umgehen zu können.
4. Die Ent- und Verschlüsselungsalgorithmen müssen sich auf veränderte Situationen
selbstlernend einstellen können.
1.3
Theoretische Grundlagen
1.3.1
.1 Nervensignale
Informationen werden in allen bekannten Nervensystemen tierischer Organismen mithilfe
zweier universaler Signaltypen übermittelt.
Das Gehirn als dichtes Netz von ca. 10 12 komplex miteinander verknüpfter Nervenzellen
benutzt stereotype elektrische Signale, um alle Informationen zu verarbeiten, die es über die
Nervenzuleitungen (Axone) erhält und daraufhin analysiert. Die Signale sind über ihre
Frequenz, ihre Herkunft im Körper und ihren Bestimmungsort im Gehirn eindeutig codiert,
aber isoliert gesehen noch kein Abbild der äußeren Welt. Die Verknüpfung einzelner Signale
auf ihrem Weg zum und am Bestimmungsort selbst entscheiden über die Interpretation der
Information. Erst die spezifischen Verschaltungen der Nervenzellen erlauben damit eine
Entschlüsselung der Nachricht.
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