Wie bahnbrechende medizinische Bildgebung EU-finanzierten Forschern hilft, die Gehirnaktivität während der Bewegung zu überwachen – und was dies für die Diagnose und Behandlung von Parkinson bedeuten könnte
28. November 2024 Von Sarah Dawson
Die Neurobildgebung hat bei dem Versuch, das menschliche Gehirn zu entmystifizieren, große Fortschritte gemacht, aber es gibt noch so viel zu entdecken. Während die meisten Studien unter stationären Bedingungen durchgeführt wurden – in der Regel mit den Teilnehmern im Liegen – verfolgt eine dreijährige Forschungsinitiative einen dynamischeren Ansatz. Das von der EU finanzierte Projekt TwinBrain – „Twinning the brain with machine learning for neuro-muscular efficiency“ – das von slowenischen Wissenschaftlern koordiniert wird, hat eine bahnbrechende Technologie entwickelt, mit der die Gehirnaktivität eines Patienten überwacht werden kann, während er sich in seiner Umgebung bewegt.
Das Gehirn ist ein leistungsfähiger Multitasker, der hinter den Kulissen hart arbeitet, während wir alle unseren Alltag bewältigen. Aber genau diese Art der täglichen Gehirnaktivität ist es, die TwinBrain weiter erforschen möchte. Zu untersuchen, was im Gehirn vor sich geht, während wir gehen, balancieren oder laufen, war für Neurowissenschaftler eine große Herausforderung. Die innovative neue Technologie, die im Rahmen des TwinBrain-Projekts entwickelt wurde, ermöglicht es nun, neue Bereiche des Gehirns zu überwachen, während wir uns bewegen.
Das Gehirn in Bewegung
Unter der Leitung von Dr. Uroš Marušič, leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter am Wissenschafts- und Forschungszentrum in Koper, Slowenien, und Leiter des slowenischen Mobile Brain/Body Imaging Lab – SloMoBIL, hat die TwinBrain-Forschung das Gehirn bei alltäglichen Aktivitäten untersucht, in der Hoffnung, frühe Anzeichen von Störungen, die die Koordination zwischen Gehirn und Körper beeinträchtigen, wie z. B. Parkinson, zu erkennen.
Die Initiative ist eine globale Zusammenarbeit, die Forscher der Technischen Universität Berlin in Deutschland, der Universität Triest in Italien und der Universität Genf in der Schweiz zusammenbringt.
Gemeinsam haben sie eine Spitzentechnologie namens Mobile Brain/Body Imaging (MoBI) entwickelt. Diese fortschrittliche Bildgebung ermöglicht es Spezialisten, Gehirn- und Körperbewegungen gleichzeitig zu überwachen, wodurch Anzeichen neurologischer Probleme erkannt und – was entscheidend ist – Behandlungen früher begonnen werden können.
Die MoBI-Technologie, die 2021 in Berlin entwickelt wurde, kombiniert die Elektroenzephalographie (EEG), einen Test zur Messung der elektrischen Aktivität im Gehirn, mit der Elektromyographie (EMG), die die Muskelreaktion oder die elektrische Aktivität als Reaktion auf die Stimulation eines Muskels durch einen Nerv misst. Dr. Marušič fasst es einfach zusammen: „Wir können jetzt messen, was im Gehirn vor sich geht, während man geht, läuft oder andere Arten von körperlicher oder geistiger Aktivität ausführt.“
Im Rahmen der TwinBrain-Initiative wurde diese MoBI-Technologie von Deutschland nach Slowenien transferiert, während Neurologen und Forscher aus Italien und der Schweiz ihre Leistung weiter verbessert haben.
Was bedeutet das für Parkinson?
Die TwinBrain-Initiative konzentriert sich darauf, Fortschritte bei der Diagnose und Behandlung komplexer neurologischer Erkrankungen zu erzielen, die die Bewegung beeinträchtigen, einschließlich Parkinson.
Im Gespräch mit Horizon – dem EU-Magazin für Forschung und Innovation – erklärt Dr. Marušič: „Im Frühstadium von Parkinson gleicht das Gehirn hinter den Kulissen Gleichgewichts- und Bewegungsstörungen aus. Dies kann dazu führen, dass eine Person stolpert oder stürzt.“ Die Hoffnung ist, dass MoBI einen umfassenderen Einblick in die genauen Vorgänge im Gehirn während dieser „Multitasking“-Aufgabe bietet.
Paolo Manganotti, Professor für Neurologie an der Universität Triest, war an der Rekrutierung und Untersuchung von Freiwilligen für die TwinBrain-Studie beteiligt, wobei seit 2021 57 Teilnehmer an MoBI-Tests teilgenommen haben. Manganotti stellte fest, dass die Teilnehmer sehr bereit waren, sich zu beteiligen, um „die Ergebnisse nicht nur für sich selbst, sondern auch für zukünftige Patienten zu verbessern“.
Im Gespräch mit dem Magazin „Horizon“ sagte Paolo Manganotti: „TwinBrain bietet bahnbrechende Erkenntnisse für die klinische Praxis. Durch die Integration der neuesten Technologie können wir die Diagnose und Überwachung der Parkinson-Krankheit innerhalb weniger Jahre revolutionieren und so die Zufriedenheit und Lebensqualität der Patienten verbessern.“
Ein Blick in die Zukunft
Dr. Marušič möchte die MoBI-Technologie durch laufende Forschung im Rahmen des TBrainBoost-Projekts und mit neuen Forschungspartnern aus ganz Europa weiterentwickeln.
Letztendlich soll die TwinBrain-Initiative dazu führen, dass Menschen, die mit Parkinson und anderen neurologischen Erkrankungen leben, früher und besser behandelt werden können.
Für Dr. Marušič geht es dabei um personalisierte Gesundheitsfürsorge. In einem Gespräch mit dem Magazin „Horizon“ sagte er: „Ich möchte, dass Patienten an einen Ort kommen können, um alle Probleme gleichzeitig zu lösen. Personalisierte Zentren, die Diagnosen und Behandlungen anbieten, die auf die Bedürfnisse der Patienten zugeschnitten sind – ein Ort, der alles bietet.“
Amelia Hursey, Forschungsleiterin bei Parkinson’s Europe, ist ebenfalls gespannt, wie diese neue Technologie und Forschung zur Unterstützung der Frühdiagnose eingesetzt werden kann, und fügt hinzu: „Jede neue technologische Entwicklung, die uns helfen kann, Parkinson frühzeitig zu erkennen, ist spannend. Wir hoffen, dass die Forschung, die durchgeführt wird, um zu sehen, ob diese Maßnahmen für Parkinson als unterstützender Biomarker eingesetzt werden können, erfolgreich ist.“
Weitere Informationen zu TwinBrain finden Sie auf der Projektwebsite hier.
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