Βιοηλεκτρονική

Η βιοηλεκτρονική είναι ένας ταχέως αναπτυσσόμενος τομέας της επιστήμης που ασχολείται με τη μελέτη και εφαρμογή βιολογικών σημάτων και ηλεκτρικών ρευμάτων σε ζωντανούς οργανισμούς και τα συστήματά τους για ιατρικές, επιστημονικές και τεχνολογικές εφαρμογές. Συνδυάζει γνώσεις και μεθόδους από επιστήμες όπως η βιολογία, η χημεία, η φυσική, η μηχανική και ο προγραμματισμός για τη δημιουργία νέων τεχνολογιών για τη διάγνωση και τη θεραπεία ασθενειών, τον έλεγχο των προσθετικών και εμφυτευμάτων, την παρακολούθηση των λειτουργιών του σώματος και άλλες χρήσιμες εφαρμογές στον ιατρικό τομέα.

Μία από τις κύριες εφαρμογές της βιοηλεκτρονικής είναι ο διαγνωστικός εξοπλισμός. Πολλές ιατρικές συσκευές για τη μελέτη της κατάστασης του σώματος λειτουργούν χρησιμοποιώντας βιορεύματα από το ηλεκτρικό δυναμικό της καρδιάς ή του εγκεφάλου. Υποσχόμενοι τομείς έρευνας σε αυτόν τον τομέα είναι η ανάπτυξη ακριβέστερων και αποτελεσματικότερων μεθόδων λήψης, επεξεργασίας και ανάλυσης δεδομένων για βιορεύματα, καθώς και η δημιουργία νέων μεθόδων μετάδοσης, αποθήκευσης και οπτικοποίησης πληροφοριών με βάση τα βιορεύματα. Διενεργείται επίσης έρευνα για τη χρήση τεχνητών εμφυτευμάτων και προσθετικών που μπορούν να μεταδώσουν ηλεκτρικά σήματα από τον εγκέφαλο ενός ατόμου σε ένα τηλεχειριστήριο για τον έλεγχο ζωτικών λειτουργιών όπως η όραση ή η κινητικότητα των άκρων.

Η βιοηλεκτρονική χρησιμοποιείται ευρέως στην ιατρική έρευνα όπως η εγκεφαλογραφία, το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα, η ηλεκτροτρεμογραφία και πολλές άλλες. Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των βιορευμάτων του εγκεφάλου, των νεύρων και των μυών, γεγονός που καθιστά δυνατή την αξιολόγηση της κατάστασης του νευρικού συστήματος και του εγκεφάλου, τη μελέτη των επιδράσεων φαρμάκων και τοξινών σε αυτά, τη διεξαγωγή λειτουργικών διαγνωστικών ηλεκτρικού ρεύματος σε νευρολογικές και ψυχικές παθήσεις, καθώς και να μελετήσει τον μηχανισμό δράσης της ύπνωσης. Επιπλέον, βιοηλεκτρονικοί αισθητήρες μπορούν να εγκατασταθούν σε έναν ασθενή για τη συλλογή δεδομένων και τη χρήση τους στη θεραπεία σοβαρών καταστάσεων αναπηρίας. Ένας άλλος τρόπος χρήσης της βιοηλεκτρονικής στην ιατρική είναι η δημιουργία βιοαισθητήρων και αισθητήρων για την ανίχνευση δηλητηρίων και τοξικών ουσιών, αντιβιοτικών στο έδαφος ή το νερό, παρακολούθηση της περιβαλλοντικής κατάστασης στην παραγωγή, τη γεωργία και τον έλεγχο της ποιότητας των προϊόντων κ.λπ.

Ωστόσο, εκτός από ιατρικές εφαρμογές, η βιοηλεκτρονική χρησιμοποιείται και σε άλλους επιστημονικούς, τεχνολογικούς και βιομηχανικούς τομείς. Για παράδειγμα, χάρη στη βιοηλεκτρονική, δημιουργούνται ασύρματα ηλεκτροβιονικά δίκτυα, μεταδίδονται σήματα στον μηχατρονισμό και τη ρομποτική, βελτιώνονται η θεραπεία και η αθλητική ιατρική (αθλητικά βιονικά), αναπτύσσονται οικοσυστήματα, δημιουργούνται νευρικές συσκευές, αναπτύσσεται ιατρική για τη μελλοντική γενιά (βιονική παιδί/βιονικός ενήλικας), και η δημιουργία νανοτεκτόνων, μεμβρανών για τεχνητά όργανα και κύτταρα (αναγεννητική ιατρική), αναπτύσσονται μέθοδοι για την αλλαγή της ηλεκτρικής δραστηριότητας των νευρώνων και ακόμη και της ανθρώπινης νοητικής δραστηριότητας (νευρονικά) κ.λπ. Οι δυνατότητες της βιοηλεκτρονικής είναι καθορίζεται από πολλούς παράγοντες, όπως: γνώση της μηχανικής, εφαρμοσμένης επιστήμης και τεχνολογίας ακριβείας. Ασύρματα ηλεκτρονικά εξαρτήματα, συστήματα επικοινωνίας, σμίκρυνση, κατανεμημένη επεξεργασία δεδομένων, minirobotics δημιουργούν σύγχρονες ηλεκτρονικές συσκευές και προγράμματα που ήδη σήμερα χρησιμοποιούν μηχανισμούς που βασίζονται σε βιοηλεκτρονικά για τη βελτίωση της ποιότητας και της χρηστικότητας της καθημερινής μας ζωής, όπως βιομετρικές έξυπνες κάρτες, ασύρματα ακουστικά και ακουστικά Bluetooth , κινητό Διαδίκτυο, αθλητικά gadget, έξυπνα ρολόγια και βραχιόλια, δρομολογητές και αποκωδικοποιητές πολυμέσων με έξυπνη κάμερα, προσαρμοστικός έλεγχος λαμπτήρων, λαμπτήρων φθορισμού και θερμάστρες, ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης και οικιακές συσκευές νέας γενιάς - όλα αυτά είναι ήδη στο δρόμο προς μια κοινωνία όπου