D-USA Verbund: Optimierung von kortikaler Stimulation

Die Synergie von experimenteller Zielsetzung und computergestützter Simulation wird genutzt, um elektrische Stimulation auf der Oberfläche des Hirns besser zu verstehen und eine zielgerichtete therapeutische Anwendung möglich zu machen. Die bereits seit langem für Kartierungen des zerebralen Kortex genutzte elektrische Stimulation gewinnt zunehmend an Bedeutung, insb. in der Weiterentwicklung von Gehirn-Computer-Schnittstellen und Rehabilitationsansätzen. Die Mechanismen, wie Stimulation Veränderungen der Hirnaktivität und -funktion bewirkt sind jedoch kaum verstanden. Dies gilt in besonderem Maße für die Stimulation an der Oberfläche des zerebralen Kortex, im Gegensatz zu der bereits besser untersuchten Stimulation innerhalb des Kortex oder tieferer Hirnstrukturen. Mit der Entwicklung von hochauflösenden Oberflächenelektroden für die klinische Anwendung wird die Beantwortung der Frage, wie eine möglichst zielgerichtete Verteilung von elektrischen Strömen im Kortex erzielt werden kann, immer dringender. Die durch das Projekt zu erzielenden Erkentnisse bilden eine wichtige Grundlage um zukünftige Elektroden für den Einsatz im klinischen Kontext optimal zu designen und haben direkte Implikationen für den Einsatz von elektrischer Stimulation in klinischen Anwendungen von Neurotechnologie. Das Ziel dieses deutsch-amerikanischen Forschungsprojekts ist es, grundlegende Zusammenhänge zwischen der Art und Weise der Stimulation und der resultierenden Stromverteilung bzw. physiologischen Aktivitätsänderungen im zerebralen Kortex zu erforschen. Dabei kommen neuartige hochauflösende Mikroelektroden sowie neueste Simulationsmethoden zum Einsatz, die bereits zur Optimierung von nicht-invasiver Stimulation angewendet werden.