Makroelektroden

Makroelektroden sind elektrische Kontakte mit vergleichsweise großer Kontaktfläche, die in der Elektroenzephalographie, der Elektro- und Neurophysiologie sowie in der Neurostimulation eingesetzt werden. Im Gegensatz zu Mikroelektroden, deren Kontakte winzig klein sind, erfassen Makroelektroden Signale aus größeren neuronalen Populationen und ermöglichen die Abgabe größerer Strommengen. Dadurch entstehen niedrigere Impedanzen und die Aufnahme oder Stimulation von lokalen Feldpotenzialen statt einzelner Nervenzellen.

Aufbau und Materialien: Makroelektroden bestehen meist aus leitfähigen Metallen wie Platin, Platin-Iridium oder Edelstahl und sind an der Kontaktfläche unbeschichtet oder speziell beschichtet, während der Rest der Elektrode isoliert ist. Biokompatible Beschichtungen wie Iridiumoxid oder Platin-Schwarz erhöhen die Ladungseinziehkapazität und verbessern die Stabilität bei wiederholter Stimulation. Typische Formen sind Scheiben- oder Stabkontakte (z. B. bei ECoG-Arrays und DBS-Leads) sowie gerasterte oder flächenhafte Makroelektroden.

Anwendungen: In der invasiven Neurophysiologie werden Makroelektroden zur Aufnahme von lokalen Feldpotenzialen (LFP) genutzt, etwa bei ECoG-Elektrodenplatten oder DBS-Kontakten. Sie dienen auch der elektrischen Stimulation von Hirngewebe, etwa zur Tiefenhirnstimulation oder kortikalen Stimulation. Nichtinvasiv werden oft großformatige Kopfhautkontakte (Diskenelektroden) verwendet, die ebenfalls als Makroelektroden bezeichnet werden.

Vor- und Einschränkungen: Makroelektroden bieten robuste Signalaufnahmen mit geringerer Impedanz und einfacherem Handling, liefern aber eine geringere räumliche Auflösung als Mikroelektroden und können Gewebe dämpfen oder stimulative Schädigungen verursachen, wenn die Stromdichte zu hoch ist. Die Wahl der Elektrode hängt von Anwendungsziel, gewünschter Auflösung und Sicherheitserwägungen ab.