About this ebook
Der Weg eines Gedankens beginnt mit der Physik, nicht nur mit der Biologie. Die meisten Forscher behandeln neuronale Signale als saubere Datenpunkte und ignorieren die physikalischen Verzerrungen, Unschärfen und Dämpfungen, die zwischen Neuron und Sensor auftreten.
Welche Vorteile bietet das?
- Die biophysikalischen Grundprinzipien der Volumenleitung beherrschen.
- Verstehen, wie die Geometrie von Knochen und Gewebe elektrische Potenziale beeinflusst.
Lernen, zwischen echter neuronaler Aktivität und physikalischen Artefakten zu unterscheiden.
Ein grundlegendes Verständnis der Maxwell-Gleichungen in biologischen Medien erlangen.
Unvergleichliche Tiefe durch 210 sorgfältig ausgewählte Konzepte, die in 21 kapitelbezogenen Anhängen für umfassende technische Kenntnisse dargestellt sind.
Wie sieht der Lernplan aus?
1 – Grundlagen der Bioelektrizität: Wie biologische Materie zu einem elektrischen Schaltkreis wird
2 – Elektromagnetismus in lebendem Gewebe: Anwendung der Maxwell-Gleichungen auf das Gehirn
3 – Die Physik der Zellmembran: Kapazität und Widerstand im mikroskopischen Bereich
4 – Ionenstrom: Die Mechanik von Ladungsträgern in Lösung
5 – Die Nernst-Planck-Gleichung: Diffusion und Elektrodynamik
6 – Das ohmsche Gesetz in drei Dimensionen: Leitfähigkeit und spezifischer Widerstand biologischer Medien
7 – Quasistatische Näherung: Warum wir die Induktivität im Gehirn vernachlässigen können
8 – Die Poisson-Gleichung für die Volumenleitung: Zusammenhang zwischen Quellladung und beobachteter Ladung Potenziale
9 – Extrazelluläre Feldpotenziale: Die Summation neuronaler Aktivität im Raum
10 – Stromdipole und -multipole: Idealisierte Modelle neuronaler Quellen
11 – Anisotropie in der weißen Substanz: Richtungsabhängige Signalausbreitung
12 – Die Rolle der Interzellularflüssigkeit: Die extrazelluläre Matrix als leitfähiges Medium
13 – Signaldämpfung und Entfernung: Das Abstandsgesetz in biologischem Gewebe
14 – Randbedingungen in der Bioelektrizität: Übergänge zwischen Gewebe, Knochen und Luft
15 – Die resistive Schädelbarriere: Wie Knochen als räumlicher Tiefpassfilter wirkt
16 – Kopfhautpotenziale und Hautimpedanz: Die letzte Signalschicht Übertragung
17 – Räumliche Unschärfe und Auflösung: Die physikalischen Grenzen der Lokalisierung
18 – Frequenzabhängige Effekte: Filtert das Gehirn unterschiedliche Frequenzen?
19 – Volumenleitung im Herzen: Vergleichende Physik des EKG
20 – Computergestützte Modellierung von Feldern: Finite-Elemente-Methoden für die Biophysik
21 – Die Zukunft der elektrophysiologischen Physik: Jenseits des Standardmodells der Volumenleitung
Für wen ist dieses Buch gedacht?
Es richtet sich an Neurowissenschaftler, Biomedizintechniker und Biophysiker, die die Ursachen der Signalverschlechterung verstehen möchten.
Wie können Sie davon profitieren?
Schließen Sie die Lücke zwischen zellulärer Rohstromdichte und den komplexen Signalen, die wir aufzeichnen, und stellen Sie sicher, dass Ihre Forschung auf physikalischen Grundlagen basiert.
Entschlüsseln Sie die verborgene Physik des Gehirns und meistern Sie die Kunst der elektrophysiologischen Interpretation.
