Artikelaktionen

Sie sind hier: Startseite / Das Netzwerk / Netzwerkpartner / Bernstein Kooperationen / Transkranielle Stimulation

Transkranielle Stimulation

Bernstein Kooperation für Computational Neuroscience (BCOL)

Teilprojekt 1: Intracerebraler Stromfluss

Durch Generierung realistischer Volumenleitermodelle des menschlichen Kopfes soll die optimale Position der Stimulationselektroden auf der Hautoberfläche berechnet werden. Auf diese Weise lässt sich die Faserstruktur der weißen Substanz ausnutzen, um applizierte Stimulationsströme kontrolliert tief in das Innere des Gehirns zu leiten. Solche verfeinerten Volumenleitermodelle basieren auf der "Finite Elemente Methode" und der Zusammenführung von herkömmlicher anatomischer mit der Diffusionstensor-Bildgebung (DTI). Eine automatisierte Segmentierung des menschlichen Kopfes entsprechend den MR-Bildern wird erstellt. Strategien zur Optimierung der Positionierung der stimulierenden Elektroden auf dem menschlichen Kopf werden entwickelt. Randbedingungen sind kombinierte MRI/DTI-Messungen zur Generierung eines Volumenleitermodells. Ein realistisches Volumenleitermodell des menschlichen Kopfes wird bereit gestellt. Dieser Ansatz hat den Vorteil, zukünftig gezielt kontrollierte Ströme tief ins Gehirn leiten zu können.

Teilprojekt 2: Transkranielle Wechsel- und Rauschstromstimulation

Beabsichtigt sind die Erweiterung des transkraniellen Stimulationsspektrums zwischen kurzen repetitiven Impulsen durch transkranielle Magnetstimulation einerseits und transkranieller Gleichstromstimulation andererseits und transkranielle Wechselstromstimulation und Rauschstimulation sowie multifokale Stimulation. Die Techniken werden zielgerichtet und auf einzelne neurologische Erkrankungen ausgerichtet optimiert auf der Basis eines realistischen Kopfmodells. Die Effekte werden durch transkranielle Magnetstimulation am Motorkortex, durch EEG-Untersuchungen und durch fMRI quantifiziert, letzteres nach Entwicklung neuer Stimulatoren und Lösung der Sicherheitsprobleme durch den Kooperationspartner NeuroConn GmbH. Die Stimulationstechniken sollen Eingang finden in die neurowissenschaftliche Forschung und langfristig auch in Patientenbehandlungen.

Teilprojekt 3: Entwicklung und Bau eines MR-kompatiblen Funktionsmusters zur mehrkanaligen zielgerichteten elektrischen Stimulation des Gehirns und Erfassung der dadurch hervorgerufenen Biosignale

Ziel ist es, die technischen Voraussetzungen für die Durchführung und Validierung der zielgerichteten elektrischen Hirnstimulation zu realisieren. Hierfür sind sowohl Systeme zur Stimulation als auch zur Erfassung der Hirnsignale notwendig. Ferner soll die Überprüfung der Modelle anhand EEG-korrelierter funktioneller Kernspinmessungen erfolgen, so dass der Einsatz der Stimulations- und Erfassungssysteme kompatibel zum MRT sein muss. In enger Kooperation mit der Uniklinik in Göttingen werden die Parameter für die neben der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS) verwendeten Wechselstromstimulation bzw. Rauschstimulation ermittelt und in ein Funktionsmuster eines ein- und zweikanaligen Stimulators integriert. Dabei wird auf die besonderen Gegebenheiten in der Umgebung von Hochmagnetfeldern wie beim MRT Wert gelegt. Nach erfolgreichen Tests der Stimulatoren im MRT werden die Ergebnisse in ein achtkanaliges Stimulations- und Datenakquisitionssystem integriert, welches die Basis für das 64-kanalige System darstellt. Die Ergebnisse haben unmittelbar Einfluss auf die Akzeptanz der Produkte zur transkraniellen Hirnstimulation der neuroConn GmbH.