Aktive Gehirnzellen in Bewegung

Quantensensorik
mg
Probanden einer medizinischen Studie beim Vier-gewinnt-Spiel ab einem Holztisch mit Messsonden am Kopf.
Zwei Probanden einer Studie des Wellcome Centre for Human Neuroimaging am University College London (UCL) während einer OPMEG-Messung. © Robert Seymour
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Die optisch gepumpte Magnetoenzephalografie (OPMEG) ermöglicht es nun, Aufnahmen des Gehirns in Bewegung aufzunehmen. So kann beobachtet werden, was bei einem epileptischen Anfall oder nach einer Lähmung durch Schlaganfall passiert. Im Universitätsklinikum Bonn wird dafür eine Forschungsinfrastruktur aufgebaut.

Mithilfe der Kernspintomografie oder der traditionellen Magnetoenzephalografie war es bereits möglich, Messungen von Gehirnaktivitäten aufzunehmen. Dafür mussten die Patientinnen und Patienten still liegen bleiben. Das neue Verfahren der optisch gepumpten Magnetoenzephalografie (OPMEG) ermöglicht es, Messungen aufzunehmen, während sich die Personen bewegen. Ein Helm mit Quantensensoren zeichnet die Magnetfelder im Gehirn auf, die entstehen, wenn Gehirnzellen aktiv sind. Diese Magnetfelder sind etwa eine Million mal schwächer als das Erdmagnetfeld.

100 Quantensensoren zeichnen auf

Die Messungen finden in einem mehrere Quadratmeter großen Raum statt, der abgeschirmt ist, um Außeneinflüsse zu verhindern, die das Magnetfeld und die Ergebnisse verfälschen können. Im Vergleich zum EEG sind genauere Messungen möglich. Gemessen werden können unwillkürliche Bewegungen von Menschen mit Erkrankungen wie Epilepsie oder Parkinson mithilfe der etwa 100 Quantensensoren des Messhelms. Die Forschenden suchen nach charakteristischen Mustern im Gehirn. Es können aber auch gezielte Bewegungen bei der räumlichen Navigation oder Flucht aus simulierten Gefahrensituationen erforscht werden. Dafür entwickelten die Forschenden eine VR-Brille, die mit OPMEG kompatibel ist. 

Mithilfe der OPMEG können auch Hirnmessungen mit Verhaltens- und Bewegungsstudien zu kombiniert werden. Auch leichte traumatische Hirnverletzungen, Schlaganfälle und die Entwicklung von Gehirn-Computer-Schnittstellen sind damit möglich. Das Projekt wird mit fast vier Millionen von der Strukturwandel-Unterstützung des EFRE/JTF-Programms NRW 2021-2027 gefördert. 

Quelle: idw

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