Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Anatomie und Hirnströme auf einen Blick

30.07.2012
PTB testet erfolgreich die MRT-Bildgebung bei niedrigen Feldstärken und eröffnet damit neue Möglichkeiten für die Neurowissenschaften

Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) haben am Standort Berlin erfolgreich einen Messaufbau getestet, der es in Zukunft ermöglichen könnte, die Anatomie des Hirns und die dort auftretenden Gehirnströme gleichzeitig darzustellen. Das dabei eingesetzte Magnetresonanz-Bildgebungsverfahren (MRT) arbeitet mit sehr kleinen Feldstärken.


In der PTB konstruierter Prototyp für Niedrigfeld-MRT.
Foto: PTB

Die Forscher sind zuversichtlich, die Empfindlichkeit des Gerätes weiter steigern und somit Neurowissenschaftlern in Zukunft einen direkten Zugang zu Hirnströmen und ihren Entstehungsorten gewähren zu können. Auf diese Weise könnten fehlerbehaftete Schätzungen über die Ursprünge der Hirnströme, die bei der Auswertung von EEG- und MEG-Daten zuweilen entstehen, vermieden werden. Die Ergebnisse sind in der aktuellen Ausgabe von Magnetic Resonance Imaging veröffentlicht.

In der Magnetresonanzbildgebung geht der Trend für die Tomografen in den Kliniken hin zu immer höheren Magnetfeldern, von aktuell 1,5 Tesla bis zu 7 Tesla, da mit dem Magnetfeld auch die erreichbare Bildauflösung steigt. Die PTB-Wissenschaftler haben in diesem Fall jedoch den entgegengesetzten Weg gewählt und ein Verfahren entwickelt, das mit Magnetfeldstärken von unter 50 µT (millionstel Tesla) arbeitet. Beim MRT werden Wasserstoffkerne im untersuchten Gewebe gezielt elektromagnetisch angeregt, die dann bis zur Rückkehr in ihren Grundzustand ein Signal abgeben.

Verwendet man dabei niedrige Feldstärken, lassen sich gleichzeitig Gehirnströme erfassen, da diese ebenfalls ein schwaches Magnetfeld erzeugen und somit eine resonante Anregung bewirken. Eine solche Kombination ist bei Hochfeld-MRT nicht möglich. Da das bei Niedrigfeld-MRT verwendete Magnetfeld schwächer ist als das der Erde, müssen die Messungen in einer magnetischen Schirmkabine stattfinden, die alle äußeren Störungen fernhält.

Bisher wurden die Messungen nicht an einem lebenden Objekt vorgenommen, sondern an sogenannten Phantomen – in diesem Fall kleinen Behältern mit Flüssigkeiten, die dem Gehirn ähnliche Eigenschaften besitzen. Ein für diesen Zweck entwickelter Prototyp erzeugt 2D-Magnetresonanzbilder, die belegen, dass sich das Verfahren prinzipiell eignet, anatomische Aufnahmen des Gehirns zu erzeugen und gleichzeitig den Entstehungsort von Hirnströmen aufzuzeigen.

Nun soll die Messempfindlichkeit durch verschiedene Maßnahmen wie Rauschreduzierung, Polarisationserhöhung und Verbesserung der Stromquellen für die Bildgebungsspulen verbessert werden. Sobald das gelingt, könnten Neurowissenschaftler diese Methode zur Messung von Hirnströmen mittels Niedrigfeld-MRT verwenden. Da das Verfahren bei der Bildgebung stärkere Kontraste zwischen verschiedenen Gewebearten erzeugt als die Hochfeld-MRT, untersuchen PTB-Wissenschaftler parallel auch andere potenzielle Einsatzgebiete, wie zum Beispiel das Krebsscreening. if/ptb

Kontakt
Dr. Rainer Körber, PTB-Arbeitsgruppe 8.22 Messtechnik für Biosignale, Tel. (030) 3481-7576, E-Mail: rainer.koerber@ptb.de.
Die Nachricht im Detail im Internet
http://www.ptb.de/cms/fachabteilungen/abt8/nachrichten8.html

Wissenschaftliche Veröffentlichung
Ingo Hilschenz, Rainer Körber, Hans-Jürgen Scheer, Tommaso Fedele, Hans-Helge Albrecht, Antonino Cassará, Stefan Hartwig, Lutz Trahms, Jürgen Haase and Martin Burghoff: "Magnetic Resonance Imaging at Frequencies below 1 kHz" in Magnetic Resonance Imaging, 2012, doi:10.1016/j.mri.2012.06.014

Weitere aktuelle PTB-Nachrichten
PTB bringt Tumoren zum Leuchten (10. Juli)
Steinzeitjagd unter Laborbedingungen (9. Juli)
Ziel: Elektrofahrzeuge einfach überall laden (26. Juni)
Tag der offenen Tür der PTB am 14. Juli (18. Juni)
Die Nachrichten finden Sie direkt auf der PTB-Homepage: http://www.ptb.de/

Imke Frischmuth
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)
Bundesallee 100
38116 Braunschweig
Tel. 0531-592-9323

Imke Frischmuth | PTB
Weitere Informationen:
http://www.ptb.de/
http://www.ptb.de/cms/fachabteilungen/abt8/nachrichten8.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Matrix-Theorie als Ursprung von Raumzeit und Kosmologie
23.05.2018 | Universität Wien

nachricht Rotierende Rugbybälle unter den massereichsten Galaxien
23.05.2018 | Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Im Focus: Achema 2018: Neues Kamerasystem überwacht Destillation und hilft beim Energiesparen

Um chemische Gemische in ihre Einzelbestandteile aufzutrennen, ist in der Industrie die energieaufwendige Destillation gängig, etwa bei der Raffinerie von Rohöl. Forscher der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) entwickeln ein Kamerasystem, das diesen Prozess überwacht. Dabei misst es, ob es zu einer starken Tropfenbildung kommt, was sich negativ auf die Trennung der Komponenten auswirken kann. Die Technik könnte hier künftig automatisch gegensteuern, wenn sich Messwerte ändern. So ließe sich auch Energie einsparen. Auf der Prozesstechnik-Messe Achema in Frankfurt stellen sie die Technik vom 11. bis 15. Juni am Forschungsstand des Landes Rheinland-Pfalz (Halle 9.2, Stand A86a) vor.

Bei der Destillation werden Flüssigkeiten durch Verdampfen und darauffolgende Kondensation des Dampfes in ihre Bestandteile getrennt. Ein bekanntes Beispiel...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Blutplättchen im Visier

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Jeder Zweite nimmt mindestens einmal im Jahr an einer Weiterbildung teil

24.05.2018 | Bildung Wissenschaft

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics