Bach richtet OPMEG-Forschungsinfrastruktur in Bonn ein

Was passiert bei einem epileptischen Anfall im Gehirn? Wie arbeiten die Nervenzellen nach einer Lähmung durch Schlaganfall? Was geschieht im Kopf von Parkinson-Erkrankten? Bislang war die Untersuchung solcher Fragen schwierig, weil die Patienten hierfür stillhalten mussten. Mit der Optisch gepumpten Magnetoenzephalographie (OPMEG) sind nun auch Aufnahmen in Bewegung möglich. Prof. Dr. Dominik Bach, Hertz-Professor für Künstliche Intelligenz und Neurowissenschaften an der Universität Bonn, errichtet nun auf dem Campus des Universitätsklinikums Bonn (UKB) eine solche Forschungsinfrastruktur. Diese wird aus dem EFRE/JTF-Programm der Europäischen Union und der Landesregierung NRW in den nächsten drei Jahren mit fast vier Millionen Euro gefördert.

Im Untergeschoss des Life & Brain-Gebäudes auf dem Campus der Universitätsmedizin Bonn soll die Forschungsinfrastruktur zur OPMEG entstehen. Wenn Gehirnzellen aktiv sind, dann fließen winzige elektrische Ströme, die Magnetfelder formen. Ein Helm mit Sensoren misst diese Magnetfelder. Die Untersuchung findet in einer mehrere Quadratmeter großen, abgeschirmten Kabine statt. Sie stellt sicher, dass die Messergebnisse nicht durch Außeneinflüsse wie das Erdmagnetfeld verfälscht werden.

„Im Gegensatz zu klassischen Messverfahren wie Kernspintomographie oder traditionellen Magnetoenzephalographie können sich die Personen während der Messung bewegen“, so Bach zu einem der Vorteile des Verfahrens. „Darüber hinaus sind im Vergleich zum EEG viel genauere Messungen möglich.“

Eine Hilfskraft - von Prof. Dominik Bachs Team am University College London mit Messhelm und dem Prototyp der neuen OPMEG-kompatiblen VR-Brille.©Steven Lieu/Universität Bonn

Messungen in virtueller Realität

Mit der OPMEG können die Hirnströme bei Untersuchungspersonen in Bewegung gemessen werden. Dabei kann es sich um unwillkürliche Bewegungen von Menschen mit Erkrankungen wie etwa Epilepsie oder Parkinson handeln. Die Forschenden sind dann auf der Suche nach charakteristischen Rhythmen des Gehirns. Weitere Untersuchungen mit gesunden Personen erfassen aber auch gezielte Bewegungen etwa bei der räumlichen Navigation oder bei der Flucht aus simulierten Gefahrensituationen. Prof. Bach und sein Team haben gerade eine OPMEG-kompatible VR-Brille entwickelt.

Eine Untersuchung dauert bis zu anderthalb Stunden. Die Untersuchungsperson bekommt den Mess-Helm aufgesetzt, je nach Studie werden weitere Sensoren – wie etwa Puls- oder Bewegungsmesser – angeschlossen. Die Person betritt dann die Kabine und bekommt mehrere Aufgaben, etwa in Form eines Spiels, um bestimmte Hirnareale anzusprechen. Die Testpersonen können sich in der Magnetkabine frei bewegen, haben aber insbesondere während der Pausen auch die Möglichkeit, sich auf einer Sitzgelegenheit auszuruhen. Ein Projektmitglied überwacht während der Messung im Vorraum auf mehreren Monitoren die erhobenen Daten, die später computergestützt ausgewertet werden.

Zwei Probanden einer Studie - des Wellcome Centre for Human Neuroimaging am University College London (UCL) während einer OPMEG-Messung. ©Robert Seymour

Sensoren nutzen Quanteneffekte

„Die OPMEG erlaubt es auch, Hirnmessung sowie Verhaltens- und Bewegungsstudien miteinander zu kombinieren“, so Bach. „Dies war vorher nicht oder nur mit sehr viel niedrigerer Datenqualität möglich.“ Weitere Anwendungsbereiche umfassen etwa die Untersuchung von leichten traumatischen Hirnverletzungen, Schlaganfällen und die Entwicklung von Gehirn-Computer-Schnittstellen. Herzstück der Infrastruktur sind etwa 100 Sensoren, die mit Hilfe von Quanteneffekten winzige Magnetfelder im menschlichen Gehirn messen, die etwa eine Million Mal schwächer als das Erdmagnetfeld sind.

Die Universität Bonn hat das Vorhaben mit Prof. Bach als Projektkoordinator eingeworben. Die Forschungsinfrastruktur mit den Quantensensoren wird durch die Medizinische Fakultät betrieben, um die räumliche Nähe zu Patienten des Universitätsklinikums Bonn (UKB) sicherzustellen. Die Hertz-Professur für Künstliche Intelligenz und Neurowissenschaften ist am Transdisziplinären Forschungsbereichs (TRA) ,Life & Health' der Universität Bonn angesiedelt, wo Bach verantwortlich für den Profilbereich an der Schnittstelle zwischen Neurowissenschaften, Psychiatrie und Computerwissenschaften ist. Er ist Teil des Lenkungsausschusses der TRA ,Life & Health' und Mitglied der TRA ,Modelling'.

Die Förderung von fast vier Millionen Euro stammt aus der Strukturwandel-Unterstützung des EFRE/JTF-Programms NRW 2021–2027. Mit diesem Programm unterstützen die Landesregierung und die Europäische Union gezielt Projekte und Ideen, die den Menschen in der Region dabei helfen sollen, neue Potenziale zu entfalten, zukunftsfähige Arbeitsplätze zu schaffen und so die digitale und grüne Transformation aktiv mitzugestalten.

Dieser Beitrag stammt aus dem Newsletter Radiologie 01/2026. Melden Sie sich hier kostenlos an, um keine News aus der Branche mehr zu verpassen!