DryPole - Entwicklung von EEG/MEG Quellenrekonstruktion mittels der Fast Multipole Methode - Teilprojekt Präzise Lokalisation von Hirnnetzwerken

Die Boundary Element Methode (BEM) ist das Standardverfahren für die Modellierung des menschlichen Kopfes (räumliche Auflösung ca. 5mm) bei der Lokalisation von Hirnaktivität mittels Daten der Elektroenzephalographie (EEG) und der Magnetoenzephalographie (MEG). Andererseits basieren BEM-Modelle auf Magnetresonanz-Daten, die inzwischen Auflösungen im Submillimeter-Bereich besitzen. Mittels der Fast Multipole Methode (FMM-BEM) kann diese hohe Auflösung verwendet werden, so dass Parameter der Hirnaktivität mit tausendfach höherer Detailliertheit mit hoher, numerischer Stabilität und kurzen Rechenzeiten ermittelt werden können. Im Rahmen dieses Projektes soll die FMM-BEM Methode bei der Auswertung von zwei MEG-Studien in Leipzig im praktischen Einsatz getestet, optimiert und in die praktische Routine überführt werden. Dazu werden kombinierte EEG- und MEG-Messungen durchgeführt – einmal zur Aktivierung eines somato-sensorischen und motorischen Netzwerks und des Weiteren zur Untersuchung des Sprachnetzwerkes bei der Satzverarbeitung. Es werden ein Trockenelektroden-EEG, ein klassisches MEG-System und ein neuartiges MEG-System, das auf optisch gepumpten Magnetometern (OPM) basiert, verwendet. Die Haube mit den Trockenelektroden wird an der Universität Ilmenau entwickelt. Ziel des Projektes ist die Demonstration des Unterschiedes der genaueren Modelle im Vergleich zum Standard und der Nachweis der routinemäßigen Anwendbarkeit der FMM-BEM Methode. Das interdisziplinäre Team besteht aus Experten der kognitiven Neurowissenschaften, der bio-elektromagnetischen Methoden und der biomedizinischen Bildgebung. Die Projektpartner gehören den Institutionen des Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging, Massachusetts General Hospital (Boston, Massachusetts, USA), dem Worcester Polytechnic Institute (Worcester, MA, USA), der Universität Ilmenau (Ilmenau, Deutschland) und dem Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften (Leipzig, Deutschland) an.