Bioelectronics Engineering
Die Bioelektronik ist ein modernes innovatives Wissenschaftsfeld, das die Erforschung biologischer Prozesse mit der sich immer stärker miniaturisierenden Elektrotechnik verknüpft. Obwohl beide Fachgebiete auf den ersten Blick nicht viele Gemeinsamkeiten aufzuweisen scheinen – die Biologie als Lehre des Lebens steht ja eher im Gegensatz zur unbelebten Welt der elektronischen Bauelemente wie Chips und Transistoren – so verbindet jedoch eine vielleicht unerwartete, auf jeden Fall aber spannende Eigenschaft diese beiden Felder. Die Informationsverarbeitung erfolgt nämlich in biologischen Systemen und in Schaltkreisen jeweils über elektrische Impulse. Im menschlichen Gehirn etwa sind ca. 100 Milliarden Zellen über biochemische und elektrische Verbindungen miteinander vernetzt. Die Art der für die Kommunikation eingesetzten elektrischen Ladungsträger unterscheidet sich allerdings zwischen beiden Systemen grundlegend: in organischen Zellen werden Ionen, in Halbleitern dagegen Elektronen genutzt. Die Bioelektronik fungiert hier als Brücke zwischen den Bereichen.
Anwendungsmöglichkeiten
Ein viel versprechendes Anwendungsgebiet stellt dabei die Gesundheits- und Medizintechnik dar.
Ein zentraler Bereich der Bioelektronik befasst sich mit Biosensoren: Das sind organische Halbleiterelemente, die mit biologischen Molekülen (z.B. Enzymen, Antikörper) oder Zellen bestückt werden, um beispielsweise die Konzentrationen von Giftstoffen, Blutzuckerwerte, Luft- und Wasserverschmutzungen zu bestimmen.
Ein weiterer Anwendungsbereich liegt in der Speicherung und Verarbeitung von Daten auf Basis der DNA mit Hilfe von sog. DNA-Computern, die extrem hohe Rechenleistungen und schnelle Verarbeitungszeiten erreichen sollen.
Im Gesundheitsbereich haben sich bereits viele Anwendungen im Cyborg-Bereich etabliert: Herzschrittmacher, künstliche Gliedmaßen, komplexe Prothesen, künstliche Netzhäute oder Implantate im Ohr sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Noch modernere innovative Ansätze beschäftigen sich mit der Schaffung von Gehirn-Computer-Schnittstellen, über die dann z.B. intelligente Prothesen direkt angesteuert oder das Sprachzentrum gelähmter Personen ausgelesen werden kann. Bioelektronik leistet also einen wichtigen Beitrag, um bisher als unheilbar geltende Verletzungen und Krankheiten zu behandeln.
© All Rights Reserved.