Was ist eine Mikroelektrode und wie funktioniert sie?

Eine Mikroelektrode ist eine sehr kleine Elektrode, die klein genug ist, um in eine einzelne Zelle eingeführt zu werden, um neuronale Signale zu überwachen oder eine Gewebestimulation zu bewirken.

Mikroelektroden leiten elektrische Signale durch kleine Glaskapillaren, die mit einer leitfähigen Lösung wie Kaliumchlorid gefüllt sind. Hierfür können auch mit Silberchlorid beschichtete Silberdrähte verwendet werden.

Eine Mikroelektrodenspitze ist so klein, oft weniger als ein Mikrometer im Durchmesser, dass sie die Plasmamembran einer Zelle durchdringen kann, ohne Schaden zu nehmen. In der Zelle im Ruhe- oder Aktivzustand auftretende Unterschiede können von der Mikroelektrode erfasst und an ein Messgerät, beispielsweise ein Oszilloskop, übermittelt werden. Gelöster Sauerstoff, pH-Wert und Ionenwerte können ebenfalls von der Mikroelektrode erfasst und weitergeleitet werden.

Mikroelektroden können zwar einzeln verwendet werden, werden aber auch im Array-Format verwendet. Mehrere Einheiten können in verschiedene einzelne Zellen eingefügt werden.

Ein praktisches Beispiel für diese Technologie findet sich in der Mikroelektrodenaufzeichnung. Auf diese Weise können Neurochirurgen die beste Stelle für die Implantation von Tiefenhirnsimulatoren, die bei der Behandlung der Parkinson-Krankheit verwendet werden, genau identifizieren. Andere in den Körper implantierte Neurostimulatoren wie Cochlea-Implantate und Herzschrittmacher verwenden ebenfalls Mikroelektroden.