Optisch-gepumpte Magnetometer (OPM)

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 581031632

In diesem Projekt planen wir die Installation eines neuen Systems für die Magnetoenzephalographie (MEG), das auf optisch gepumpten Magnetometern (OPM) basiert, am Institut für Biomagnetismus und Biosignalanalyse (IBB). Das OPM-MEG wird über etwa 50-100 triaxiale Sensoren verfügen, und in einem magnetisch abgeschirmten Raum betrieben werden. Das System wird von 13 Forschungsgruppen der Universität und des Universitätsklinikums sowie von vielen assoziierten Partnern und Kollaborateuren genutzt werden. Die wissenschaftlichen Projekte für das OPM-MEG lassen sich in verschiedene Kategorien einteilen. In methodischen Projekten werden wir unsere Expertise in der mathematischen Modellierung nutzen, um die Verwendung der von den OPM-Sensoren gelieferten triaxial aufgezeichneten Magnetfelder für die Quellenlokalisation zu charakterisieren, zu validieren und zu optimieren. Mehrere Projekte untersuchen grundlegende kognitive Prozesse bei gesunden Teilnehmern. Sie zielen darauf ab, unser Verständnis der fundamentalen Mechanismen zu verbessern, die die menschliche Kognition steuern. Sie profitieren vom hohen Informationsgehalt der MEG-Signale bezüglich des aktuellen Gehirnzustands. Einige dieser Projekte untersuchen die Rolle von Hirnrhythmen bei der Kognition. Die spezifischen untersuchten Prozesse sind vorwiegend Sprache, Aufmerksamkeit, Emotion und Arbeitsgedächtnis. Diese Projekte arbeiten synergistisch mit eher klinischen Projekten zusammen, die sich auf psychiatrische und neurologische Erkrankungen konzentrieren. In Zusammenarbeit mit der Klinik für Neurologie wird das OPM-MEG zur Untersuchung von Epilepsie, aber auch von klinisch hochrelevanten Schluckstörungen eingesetzt. Psychiatrische Projekte konzentrieren sich hauptsächlich auf affektive Störungen wie Depressionen. Hier wird das OPM-MEG eingesetzt, um pathologische neuronale Prozesse bei Depressionen und deren prädiktiven Wert für individuelle Stimmungsveränderungen longitudinal zu charakterisieren. Weitere Projekte nutzen das OPM-MEG zur Untersuchung von Sprachentwicklungsstörungen bei Kleinkindern, zur Untersuchung der bidirektionalen Signalübertragung zwischen Körper und Gehirn bei Gesundheit und Krankheit und zur Aufklärung, wie Veränderungen des Körperzustands durch Fasten oder Sport die Gehirnzustände, wie sie sich in den OPM-MEG-Signalen widerspiegeln, modifizieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Optisch-gepumpte Magnetometer (OPM)
• Gerätegruppe: 3450 Magnet-Enzephalographie-Systeme
• Antragstellende Institution: Universität Münster
• Leiter: Professor Dr. Joachim Gross