الکتروفیزیولوژی

الکتروفیزیولوژی شاخه ای از علم فیزیولوژی است که خصوصیات الکتریکی سلول ها و بافت های بیولوژیکی را بررسی می کند. الکتروفیزیولوژی می تواند اندازه گیری تغییرات ولتاژ یا جریان الکتریکی و یا دستکاری، در طیف وسیعی از سلول ها و بافت ها، از پروتئین های دارای یک مجرای یونی تا تمام یک بافت قلب را شامل شود. در مبحث علوم اعصاب مقصود از الکتروفیزیولوژی، اندازه گیری فعالیت الکتریکی سلول های عصبی و به ویژه اندازه گیری و ثبت پتانسیل عمل سلول ها است. همچنین، ثبت سیگنالهای الکتریکی در مقیاس بزرگ از دستگاه عصبی، مانند الکتروانسفالوگرافی ( نوار مغزی ) ، می توان به عنوان ثبت الکتروفیزیولوژیکی نام برد[ ۱] . چنین ادواتی برای تشخیص و نظارت سودمند هستند.
الکتروفیزیولوژی شاخه ای از علم فیزیولوژی است که به طور گسترده ای جریان یون ها ( جریان یونی ) در بافت های بیولوژیکی و به ویژه تکنیک های ثبت الکتریکی که اندازه گیری این جریان را امکان پذیر می کند، را بررسی می کند. تفاوت در تکنیک های کلاسیک به کار رفته در علم الکتروفیزیولوژی تنها در نحوه قراردهی، شکل و ساختار الکترودها  و نحوه آماده سازی بافت بیولوژیکی است.
اصلی ترین الکترودها عبارتند از:
• هادی های جامد ساده، به شکل دیسک و یا سوزنی شکل ( به شکل تک یا در قالب آرایه - اغلب به جز نوک الکترود، تمام الکترود عایق بندی می شود )
• به صورت فلزات لایه نشانی شده روی برد مدار چاپی یا پلیمرهای انعطاف پذیر، که همانند قبل، به غیر از نوک الکترود، تمامی الکترود عایق بندی شده می شود
• لوله های توخالی پر از الکترولیت: برای توصیفی بهتر لوله ای شیشه ای پر از محلول کلرید پتاسیم یا محلول الکترولیت دیگر را در نظر بگیرید
و از اصلی ترین نحوه آماده سازی بافت بیولوژیکی می توان موارد زیر نام برد:
• مطالعه بر روی بافت زنده
• مطالعه بر روی بافت برش خورده
• مطالعه بر روی سلول های جدا شده از بافت بریده شده
• مطالعه بر روی سلول ها یا بافت های رشد یافته مصنوعی
• ترکیبی از موارد فوق.
الکتروفیزیولوژی عصبی مطالعه خواص الکتریکی سلول های بیولوژیکی و بافت ها در سیستم عصبی است. با الکتروفیزیولوژی عصبی، پزشکان و متخصصان می توانند با مشاهده فعالیت مغز فرد، نحوه بروز اختلالات عصبی را تعیین کنند. منظور از فعالیت آن است که چه قسمتهایی از مغز در هر موقعیتی فعال می شود. اگر قطر الکترود به اندازه کافی کوچک باشد ( در حد میکرومتر ) ، در این صورت متخصص الکتروفیزیولوژی می تواند نوک الکترود را به یک سلول منفرد وارد کند. چنین پیکربندی امکان مشاهده مستقیم و ثبت فعالیت الکتریکی داخل سلولی از یک تک سلول را فراهم می کند. با این حال، این پیکربندی تهاجمی عمر سلول را کاهش می دهد و باعث نشت  و گذر مواد داخل سلولی  از غشای سلول می شود. فعالیت درون سلولی با استفاده از یک پیپت شیشه ای ( توخالی ) حاوی الکترولیت نیز قابل مشاهده است. در این روش، نوک پیپت میکروسکوپی به غشای سلول فشار داده می شود، که با تعامل شیشه و لیپیدهای غشای سلول به آن محکم می چسبد. اگر با ایجاد یک پالس فشار منفی به پیپت، شاهد  پاره شدن تکه کوچک غشای محاصره شده توسط لبه پیپت باشیم، الکترولیت درون پیپت ممکن است در اثر تداوم سیال، به سیتوپلاسم منتقل شود. در حالتی دیگر، جریان یونی نام برده شده ممکن است در اثر پدیده "رخنه کردن" پدید آید. که این پدیده  زمانی پدید می آید که عاملی حفره ساز در به صورت خارجی در الکترولیت وجود دارد، موجب رخنه الکترولیت در تکه کوچک غشای محاصره شده توسط لبه پیپت شود. در این حالت ممکن است که کوچک غشای مورد دست ورزی، دست نخورده باقی بماند.