Mikroelectrodeilla

Mikroelectrodeilla tarkoitetaan elektrodien ryhmää, joiden kärjet ovat mikrometritasolla. Yleisimpiä ovat yksittäiset mikroelektrodit sekä mikroelectrodeista muodostetut ruudut, joita joskus kutsutaan mikroelektrodi-ruudukoksi (MEA). Näillä elektrodeilla voidaan rekisteröidä bioelektrisiä signaaleja sekä stimuloida kudosta, ja niitä hyödynnetään sekä neurotieteellisissä tutkimuksissa että elektrokemiallisissa mittauksissa pienissä tiloissa.

Rakenteeltaan mikroelectrodit voivat olla lasikärjisiä kapillaarikärkiä, hiilikuitu- tai metallipohjaisia. Tavallisia materiaaleja ovat platina, platina-iridium, hiili sekä lasi. Valmistuksessa käytetään laser- tai litografiatekniikoita sekä lasin puhkomista, hiili- ja metallipohjaisten elektrodien valmistusta ja mikrofabricointia.

Sovelluksia ovat neurotiede ja fysiologia: extracellular- tai jopa intracellular-signaalien mittaus yksittäisistä neuroneista tai solujen populaatioita, sekä mikroelectrodeja koskevat aivokone-rajapinnat ja in vitro kudos- ja solututkimukset, joissa tarvitaan korkeaa spatiaalista resoluutiota ja mahdollisuutta stimuloida kudosta.

Ominaisuuksiin kuuluu korkea tilallinen tarkkuus ja kyky sekä rekisteröintiin että stimulaatioon. Impedanssi on korkea verrattuna suurempiin elektrodeihin, mikä vaikuttaa signaalin kohinasuhteeseen ja vaatii usein vahvistusta sekä erityisiä tallennusmenetelmiä.

Haasteita ovat kudosvaurio ja kudostenvaihtelut pitkällä aikavälillä, biofouling, sterilointi sekä kustannukset ja standardoinnin puute. Kehitys keskittyy parempiin materiaaliratkaisuihin, pitkäaikaiseen stabiilisuuteen ja saumattomaan yhdistämiseen modernien tallennus- ja stimulaatioprotokollien kanssa.