Corvallis, OR—20. September 2018—Wie ursprünglich berichtet in MedicalXpress.com, haben Neurowissenschaftler des University of Rochester Medical Center (URMC) ein leistungsstarkes, hochmodernes Werkzeug zur Untersuchung von Krankheiten wie Autismus, Alzheimer und traumatischen Hirnverletzungen. MoBI, ein Mobile Brain/Body Imaging-System, kombiniert virtuelle Realität, Gehirnüberwachung und Motion-Capture-Technologie, die es Forschern ermöglicht, Bewegungsprobleme zu untersuchen, die oft mit neurologischen Störungen einhergehen, und zu verstehen, warum unser Gehirn manchmal beim Multitasking Schwierigkeiten hat.
"Viele Studien zur Gehirnaktivität finden in kontrollierten Umgebungen statt, in denen die Studienteilnehmer in einem schalldichten Raum sitzen und auf einen Computerbildschirm starren," sagte John Foxe, Ph.D., Direktor des URMC Del Monte Institute for Neuroscience. "Das MoBI-System ermöglicht es uns, Menschen gehen zu lassen, ihre Sinne zu nutzen und die Arten von Aufgaben zu lösen, mit denen sie jeden Tag konfrontiert sind, während wir gleichzeitig die Gehirnaktivität messen und verfolgen, wie die Prozesse, die mit Kognition und Bewegung verbunden sind, interagieren."
Die MoBI-Plattform – die sich im Cognitive Neurophysiology Lab des Del Monte Institute befindet – kombiniert Systeme zur Messung der Bewegungskinematik und der Gehirnaktivität. Markierte Teilnehmer werden gebeten, Aufgaben zu erfüllen und Entscheidungen in einer kontrollierten Umgebung zu treffen. Ein OptiTrack-Bewegungsverfolgungssystem zeichnet Körperbewegungen mit Millimeterpräzision auf, während die Gehirnaktivität über ein hochdichtes Elektroenzephalogramm (EEG) überwacht wird, das elektrische Aktivitäten mit kleinen Metallelektroden erfasst, die auf der Kopfhaut angebracht sind.
Die Bewegungsverfolgungs- und EEG-Daten sind synchronisiert, sodass Forscher die Bereiche des Gehirns verfolgen können, die aktiviert werden, wenn Menschen gehen oder Aufgaben ausführen, und untersuchen können, wie das Gehirn auf jede einzelne Aktivität reagiert oder auf beide gleichzeitig.
Die Informationen könnten neue Einblicke in Entwicklungsstörungen wie Autismus bieten, der oft durch Schwierigkeiten bei der Verarbeitung sensorischer Informationen aus mehreren Quellen und einen abnormalen Gang gekennzeichnet ist. Menschen mit Alzheimer, Demenz und Sportverletzungen haben ebenfalls Schwierigkeiten mit der Bewegung.
"Es gibt einen Wettbewerb zwischen den Prozessen, die es Ihnen ermöglichen, gut zu gehen, und den Prozessen, die es Ihnen ermöglichen, gut zu denken," sagte Ed Freedman, Ph.D., außerordentlicher Professor am Del Monte Institute und Hauptforscher im Cognitive Neurophysiology Lab. "Wir fallen nicht, wenn wir an einem Schreibtisch sitzen und eine Aufgabe erledigen, wir fallen, wenn wir die Straße entlang gehen, den Verkehr und andere Menschen meiden, unser Telefon überprüfen und darüber nachdenken, was wir zum Abendessen kochen werden. Wir können das MoBI nutzen, um zugrunde liegende Probleme bei der Zuteilung kognitiver Ressourcen bei Personen mit neurologischen Störungen aufzudecken, da wir das System im Wesentlichen belasten, indem wir sie bitten, Aufgaben auf dem Laufband zu erledigen."
Forscher verwenden derzeit MoBI, um einen Datensatz mit gesunden Personen zu erstellen, der als Basislinie der Gehirnaktivität dient, die mit der von Menschen mit neurologischen Störungen verglichen werden kann, um neue "Signaturen" von Krankheiten und Gehirnprozessen zu identifizieren, die während klinischer Studien eingesetzt werden können.
"Wenn Sie gute Messungen darüber erhalten, wie das Gehirn funktioniert, und diese Aktivität mit Menschen vergleichen, die depressiv sind oder an Autismus oder Demenz leiden, können Sie Biomarker – oder Neuro-Marker – der Krankheit entwickeln," sagte Foxe. "Mit diesen Neuro-Markern können wir dann testen, ob eine bestimmte Intervention oder Therapie tatsächlich funktioniert."
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