Bioelektroniikka

Bioelektroniikka on nopeasti kehittyvä tieteenala, joka tutkii ja soveltaa biologisia signaaleja ja sähkövirtoja elävissä organismeissa ja niiden järjestelmissä lääketieteellisiin, tieteellisiin ja teknologisiin sovelluksiin. Se yhdistää tietämystä ja menetelmiä tieteistä, kuten biologiasta, kemiasta, fysiikasta, tekniikasta ja ohjelmoinnista luodakseen uusia teknologioita sairauksien diagnosointiin ja hoitoon, proteesien ja implanttien hallintaan, kehon toimintojen seurantaan ja muihin hyödyllisiin lääketieteen sovelluksiin.

Yksi bioelektroniikan pääsovelluksista on diagnostiikkalaitteet. Monet kehon tilan tutkimiseen tarkoitetut lääketieteelliset laitteet käyttävät sydämen tai aivojen sähköpotentiaalista peräisin olevia biovirtoja. Lupaavia tutkimusalueita tällä alueella ovat tarkempien ja tehokkaampien menetelmien kehittäminen biovirtatiedon saamiseen, käsittelyyn ja analysointiin sekä uusien menetelmien luominen biovirtoihin perustuvan tiedon välittämiseen, tallentamiseen ja visualisointiin. Lisäksi tutkitaan keinotekoisten implanttien ja proteesien käyttöä, jotka voivat välittää sähköisiä signaaleja ihmisen aivoista kaukosäätimeen elintärkeiden toimintojen, kuten näön tai raajojen liikkuvuuden, ohjaamiseksi.

Bioelektroniikkaa käytetään laajasti lääketieteellisessä tutkimuksessa, kuten enkefalografiassa, elektroenkefalografiassa, elektrotremografiassa ja monissa muissa. Näillä laitteilla mitataan aivojen, hermojen ja lihasten biovirtoja, jolloin voidaan arvioida hermoston ja aivojen tilaa, tutkia lääkkeiden ja myrkkyjen vaikutuksia niihin, suorittaa sähkövirran toiminnallista diagnostiikkaa neurologisissa ja mielenterveyssairauksia sekä tutkia hypnoosin vaikutusmekanismia. Lisäksi potilaaseen voidaan asentaa bioelektronisia antureita keräämään tietoa ja käyttämään niitä vakavien toimintakyvyttömyyksien hoidossa. Toinen tapa käyttää bioelektroniikkaa lääketieteessä on biosensoreiden ja antureiden luominen myrkkyjen ja myrkyllisten aineiden, maaperän tai veden antibioottien havaitsemiseen, ympäristötilanteen seurantaan tuotannossa, maataloudessa ja tuotteiden laadun tarkistamiseen jne.

Lääketieteellisten sovellusten lisäksi bioelektroniikkaa käytetään kuitenkin myös muilla tieteen, teknologian ja teollisuuden aloilla. Esimerkiksi bioelektroniikan ansiosta luodaan langattomia sähköbionisia verkkoja, siirretään signaaleja mekatronismissa ja robotiikassa, parannetaan terapiaa ja urheilulääketiedettä (urheilubioniikka), kehitetään ekosysteemejä, luodaan hermolaitteita, kehitetään lääketiedettä tulevaa sukupolvea varten (bioniikka). lapsi/bioninen aikuinen) ja nanotektoreiden, keinoelinten ja solujen kalvojen luominen (regeneratiivinen lääketiede), kehitetään menetelmiä hermosolujen sähköisen toiminnan ja jopa ihmisen henkisen toiminnan muuttamiseksi (neuroniikka) jne. Bioelektroniikan ominaisuudet ovat määräytyy monien tekijöiden, mukaan lukien: tekniikan, soveltavan tieteen ja tarkkuusteknologian tuntemus. Langattomat elektroniikkakomponentit, viestintäjärjestelmät, miniatyrisointi, hajautettu tietojenkäsittely, minirobotiikka luovat nykyaikaisia ​​elektroniikkalaitteita ja ohjelmia, jotka jo nykyään hyödyntävät bioelektroniikkaan perustuvia mekanismeja päivittäisen elämämme laadun ja käytettävyyden parantamiseksi, kuten biometriset älykortit, langattomat kuulokkeet ja Bluetooth-kuulokkeet. , mobiili Internet, urheilulaitteet, älykellot ja rannerenkaat, reitittimet ja multimediadigisovittimet älykameralla, lamppujen, loistelamppujen ja lämmittimien mukautuva ohjaus, kulutuselektroniikka ja uuden sukupolven kodinkoneet - kaikki tämä on jo tie yhteiskuntaan, jossa