227-0393-10L  Bioelectronics and Biosensors

SemesterHerbstsemester 2022
DozierendeJ. Vörös, M. F. Yanik
Periodizitätjährlich wiederkehrende Veranstaltung
LehrspracheEnglisch



Lehrveranstaltungen

NummerTitelUmfangDozierende
227-0393-10 VBioelectronics and Biosensors2 Std.
Fr09:15-11:00HG E 1.2 »
J. Vörös, M. F. Yanik
227-0393-10 UBioelectronics and Biosensors2 Std.
Fr08:15-09:00HG E 1.2 »
11:15-12:00HG E 1.2 »
M. F. Yanik, J. Vörös

Katalogdaten

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 in bioelectronics including the sources of bioelectronic signals and the methods to measure them
- be able to solve typical problems in bioelectronics
- learn about the remaining challenges in this field
InhaltLecture topics:

1. Introduction

Sources of bioelectronic signals
2. Membrane and Transport
3-4. Action potential and Hodgkin-Huxley

Measuring bioelectronic signals
5. Detection and Noise
6. Measuring currents in solutions, nanopore sensing and patch clamp pipettes
7. Measuring potentials in solution and core conductance model
8. Measuring electronic signals with wearable electronics, ECG, EEG
9. Measuring mechanical signals with bioelectronics

In vivo stimulation and recording
10. Functional electric stimulation
11. In vivo electrophysiology

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

14. Measuring biochemical signals
SkriptA detailed script is provided to each lecture including the exercises and their solutions.
LiteraturPlonsey and Barr, Bioelectricity: A Quantitative Approach (Third edition)
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 AND basic knowledge of biology and chemistry (e.g. understanding the concepts of concentration, valence, reactants-products, etc.).
Geförderte KompetenzenGeförderte Kompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengeprüft
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengeprüft
Entscheidungsfindungnicht geprüft
Medien und digitale Technologiennicht geprüft
Problemlösunggeprüft
Projektmanagementnicht geprüft
Soziale KompetenzenKommunikationnicht geprüft
Kooperation und Teamarbeitnicht geprüft
Kundenorientierungnicht geprüft
Menschenführung und Verantwortungnicht geprüft
Selbstdarstellung und soziale Einflussnahmenicht geprüft
Sensibilität für Vielfalt nicht geprüft
Verhandlungnicht geprüft
Persönliche KompetenzenAnpassung und Flexibilitätnicht geprüft
Kreatives Denkengeprüft
Kritisches Denkengeprüft
Integrität und Arbeitsethiknicht geprüft
Selbstbewusstsein und Selbstreflexion nicht geprüft
Selbststeuerung und Selbstmanagement nicht geprüft

Leistungskontrolle

Information zur Leistungskontrolle (gültig bis die Lerneinheit neu gelesen wird)
Leistungskontrolle als Semesterkurs
ECTS Kreditpunkte6 KP
PrüfendeJ. Vörös, M. F. Yanik
FormSessionsprüfung
PrüfungsspracheEnglisch
RepetitionDie Leistungskontrolle wird nur in der Session nach der Lerneinheit angeboten. Die Repetition ist nur nach erneuter Belegung möglich.
Prüfungsmodusschriftlich 180 Minuten
Zusatzinformation zum PrüfungsmodusTo check the progress of students, weekly quizzes will be offered. The final grade can be improved by 0 - 0.25 depending on the results of these weekly quizzes.
Hilfsmittel schriftlichGenerally, no helping material is permitted
Students can prepare and use a collection of formulas (4 pages)
Students are allowed to use calculators without communication
Diese Angaben können noch zu Semesterbeginn aktualisiert werden; verbindlich sind die Angaben auf dem Prüfungsplan.

Lernmaterialien

 
HauptlinkBioelectronics and Biosensors lectures
Es werden nur die öffentlichen Lernmaterialien aufgeführt.

Gruppen

Keine Informationen zu Gruppen vorhanden.

Einschränkungen

Keine zusätzlichen Belegungseinschränkungen vorhanden.

Angeboten in

StudiengangBereichTyp
Biomedical Engineering MasterKernfächer der VertiefungWInformation
Biomedical Engineering MasterWahlfächer der VertiefungWInformation
Doktorat MaterialwissenschaftSoft Materials (MaP Doctoral School)WInformation
Doktorat MaterialwissenschaftSustainable & Bioinspired Materials (MaP Doctoral School)WInformation
Elektrotechnik und Informationstechnologie Bachelor5. Semester: Kernfächer des 3. JahresWInformation
Gesundheitswissenschaften und Technologie MasterWahlfächerWInformation
MAS in Medical PhysicsKernfächerWInformation
MAS in Medical PhysicsKernfächerWInformation
MAS in Medical PhysicsWahlfächerWInformation
MAS in Medical PhysicsWahlfächerWInformation
Maschineningenieurwissenschaften BachelorEngineering for HealthWInformation
Maschineningenieurwissenschaften MasterBioengineeringWInformation
Neural Systems and Computation MasterNeurotechnologie und Neuromorphe IngenieurwissenschaftenWInformation