227-0393-10L  Bioelectronics and Biosensors

SemesterHerbstsemester 2021
DozierendeJ. Vörös, M. F. Yanik
Periodizitätjährlich wiederkehrende Veranstaltung
LehrspracheEnglisch


KurzbeschreibungThe course introduces bioelectricity and the sensing concepts that enable obtaining information about neurons and their networks. The sources of electrical fields and currents in the context of biological systems are discussed. The fundamental concepts and challenges of measuring bioelectronic signals and the basic concepts to record optogenetically modified organisms are introduced.
LernzielDuring this course the students will:
- learn the basic concepts of bioelectronics
- be able to solve typical problems in bioelectronics
- learn about the remaining challenges in this field
InhaltLecture 1. Introduction to the field of bioelectronics and its challenges

Sources of bioelectronic signals
L2. Membrane and Transport
L3. Action potential and Hodgkin-Huxley
L4. Action potential and Hodgkin-Huxley 2

Measuring bioelectronic signals
L5. Detection and Noise
L6. Measuring currents in solutions, nanopore sensing and patch clamp pipettes
L7. Measuring potentials in solution and core conductance
L8. Measuring electronic signals with wearable electronics, ECG, EEG
L9. Measuring mechanical signals with bioelectronics

In vivo stimulation and recording
L10. Functional electric stimulation
L11. In vivo electrophysiology

Optical recording and control of neurons (optogenetics)
L12. Measuring neurons optically, fundamentals of optical microscopy
L13. Fluorescent probes and scanning microscopy, optogenetics, in vivo microscopy

L14. Measuring chemical signals
SkriptThe course has its own script including the exercises.
Voraussetzungen / BesonderesThe course requires an open attitude to the interdisciplinary approach of bioelectronics.
In addition, it requires undergraduate entry-level familiarity with electric & magnetic fields/forces, resistors, capacitors, electric circuits, differential equations, calculus, probability calculus, Fourier transformation & frequency domain, lenses / light propagation / refractive index, pressure, diffusion.
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengeprüft
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengeprüft
Entscheidungsfindunggefördert
Medien und digitale Technologiengefördert
Problemlösunggeprüft
Projektmanagementgefördert
Soziale KompetenzenKommunikationgefördert
Kooperation und Teamarbeitgefördert
Kundenorientierunggefördert
Menschenführung und Verantwortunggefördert
Selbstdarstellung und soziale Einflussnahmegefördert
Sensibilität für Vielfalt gefördert
Verhandlunggefördert
Persönliche KompetenzenAnpassung und Flexibilitätgefördert
Kreatives Denkengefördert
Kritisches Denkengefördert
Integrität und Arbeitsethikgefördert
Selbstbewusstsein und Selbstreflexion gefördert
Selbststeuerung und Selbstmanagement gefördert