Online-Schätzung neuronaler Konnektivität und Neurofeedback mit Transkranialer Magnetischer Stimulation

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jens Haueisen
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Biomedizinische Systemtechnik ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 397686322

Magnetoenzephalographie (MEG) und Elektroenzephalographie (EEG) erlauben Wissenschaftler schnell ablaufende und örtliche Aktivierungen im menschlichen Gehirn zu erforschen. Neben der sog. Offlineanalyse von MEG/EEG Daten steigt das Interesse an der Online- bzw. Echtzeitverarbeitung der Daten zunehmend. Die Verarbeitung der gemessenen Gehirnaktivität in Echtzeit ermöglicht den augenblicklichen Einblick in die verschiedenen Funktionseinheiten des Gehirns. Außerdem ebnet es den Weg für Neurofeedbackverfahren, welche zur neurologischen Rehabilitation und für generelle Mensch-Maschine-Kommunikation eingesetzt werden können. Im Rahmen eines vorherigen DFG Antrages wurden Onlineverfahren zu Schätzung der Gehirnaktivität (Quellenlokalisation) erforscht, umgesetzt und in ein Softwareframework integriert. Der vorliegende Antrag soll auf diesen Ergebnissen und dem Softwareframework aufbauen und zusätzlich ein Partnerprojekt mit einer österreichischen Arbeitsgruppe initiieren. Eines der zwei Hauptziele ist die Entwicklung und Umsetzung neuartige Methoden zur Onlineschätzung von funktionalen Konnektivitäten basierend auf kortikaler Aktivierung. Die neuartigen und online fähigen Konnektivitätsschätzungsmethoden können unter anderem für eine robustere Klassifizierung von extrahierten Featuren in Neurofeedbackszenarios Einsatz finden. Weiterhin soll eine online 3D Visualisierung die Möglichkeit einer schnellen Analyse von Konnektivitäten im Gehirn schaffen. Das zweite Hauptziel ist die Integration von kortikaler Stimulation in ein Neurofeedback und Mensch-Maschine-Kommunikation Szenario. Mit den bereits vorhanden und neu entwickelten Onlinemethoden soll eine sinnvolle Verbindung zu Transcranial-Magnetic-Stimulation (TMS) hergestellt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich
• Partnerorganisation: Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Daniel Baumgarten