elektrofysiologische

Elektrofysiologie ist die Wissenschaft von den elektrischen Eigenschaften biologischer Gewebe und Zellen. Das Adjektiv elektrofysiologische bezieht sich auf Messungen, Phänomene und Modelle, die mit elektrischen Signalen zusammenhängen. Kernbereiche liegen in Nervengewebe, Muskelzellen, Herzgewebe und Sinnesorganen; auch mechanische oder chemische Prozesse werden oft durch elektrische Aktivität vermittelt. Ziel ist das Verständnis der Erzeugung, Übertragung und Verarbeitung von Signalen auf zellulärer und Gewebsebene.

Zentrale Konzepte sind Ruhepotenzial, Aktionspotenzial, Membranleitfähigkeit und die Rolle von Ionenkanälen. Typische Prinzipien umfassen intrazelluläre und extrazelluläre Aufzeichnungen sowie Patch-Clamp-Techniken, die Ionenströme durch Membranen messen. In der Praxis werden elektrophysiologische Messungen mit diagnostischen Verfahren wie EEG, EKG und EMG kombiniert, um Funktionsdefekte in Neuronen, Muskelzellen oder Herzgewebe zu erkennen. Zusätzlich ermöglichen kontinuierliche Entwicklungen wie Mikroelektroden und fortgeschrittene Signalverarbeitung tiefere Einblicke in neuronale Kodierung und synaptische Transmission.

Anwendungsgebiete reichen von der Grundlagenforschung in der Neurophysiologie bis zur klinischen Praxis in Neurologie, Kardiologie und Pharmakologie. Elektrophysiologische Methoden dienen der Charakterisierung neuronaler Kodierung, der Untersuchung von Herzrhythmen oder der Bewertung von Medikamentenwirkung. Historisch bedeutsam sind das Hodgkin–Huxley-Modell der Aktionspotenziale und die Patch-Clamp-Technik von Sakmann und Neher.

Die Elektrophysiologie trägt wesentlich zur Entwicklung von Therapien, Neuroprothetik und Brain-Computer-Interfaces bei und bleibt ein zentrales Werkzeug zur Untersuchung biologischer Elektrizität.