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Adresse: Calwerstraße 14
72076 Tübingen


Personenprofil: 07071 29-82311


Faxnummer: 07071 29-4141


Arbeitsgruppe Angewandte Neurotechnologie

Die Arbeitsgruppe Angewandte Neurotechnologie ist eine Schnittstelle zwischen dem Institut für Medizinische Psychologie und Verhaltensneurobiologie der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie sowie dem MEG-Zentrum. Im Mittelpunkt der Forschung steht der klinische Einsatz von Gehirn-Computer Schnittstellen (engl. brain-computer oder brain-machine interfaces, BCI/BMI) und deren Kombination mit nicht-invasiven Hirnstimulationsverfahren.

Sie beschäftigt sich hierbei mit der Untersuchung von Neuroplastizität im Kontext von BCI Training in der klinischen Anwendung. In diesem Zusammenhang werden BCI Systeme auch mit anderen Formen von Neurotechnologie, z.B. der nicht-invasiven Hirnstimulation kombiniert. Hirnstimulationsverfahren werden seit vielen Jahrzehnten klinisch eingesetzt, um Gehirnaktivität zielgerichtet zu verändern und somit Neuroplastizität zu fördern. Ziel der Kombination beider Methoden ist es, neuroplastische Vorgänge besser zu verstehen und zu beeinflussen. Hierdurch sollen neue und effektive Therapiemethoden entwickelt werden, um Erkrankungen des ZNS individuell und nebenwirkungsarm behandeln zu können.

Kontakt

frontend.sr-only_#{element.contextual_1.children.icon}: 07071 29-82624


frontend.sr-only_#{element.contextual_1.children.icon}: 07071 29-82625


frontend.sr-only_#{element.contextual_1.children.icon}: Gebäude 204, Ebene 3, Raum 310


Leitung:

frontend.sr-only_#{element.contextual_1.children.icon}: Dr. med. Surjo R. Soekadar


frontend.sr-only_#{element.contextual_1.children.icon}: 07071 29-82640


E-Mail-Adresse: surjo.soekadar@med.uni-tuebingen.de


Vorteile der Therapie

Der Vorteil dieser Art der Therapie ist, dass man mittels des BCI Trainings direkt und mit hoher Spezifizität dort ansetzen kann, wo man den Ursprung zahlreicher neurologischer sowie psychiatrischer Erkrankungen vermutet, d.h. in einer Veränderung normaler Hirnphysiologie. Entsprechend zielen therapeutische BCI Systeme auf eine Normalisierung von krankheitsspezifischer Hirnaktivität ab. In diesem Zusammenhang werden an der Universität Tübingen derzeit unterschiedliche ZNS Erkrankungen untersucht, darunter Schlaganfall, Depression, Schizophrenie, Zwangsstörung, Suchterkrankungen sowie chronische Schmerzen.

Projekte

In diesem Verbundprojekt wird eine innovative technologische Lösung gesucht, um die Kommunikationsfähigkeit und Teilhabe schwerstgelähmter Menschen zu erhalten und zu verbessern. Dafür wird ein robustes, nichtinvasives, kabelloses Hirn-Computer-Schnittstellen-System (engl.: Brain-Computer Interface, BCI) entwickelt, das bei Menschen nach Schlaganfall, Querschnittslähmung sowie Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) oder Hirnverletzungen eingesetzt werden soll.

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Systemerklärung

Ein solches System übersetzt die willkürliche Veränderung hirnelektrischer Aktivität in Steuersignale für verschiedene alltagsrelevante Geräte und verbessert somit die Unabhängigkeit der ansonsten auf ständige Hilfe angewiesenen Patienten. Dies erfordert die Abstimmung des Systems auf die jeweiligen neurophysiologischen Besonderheiten der Erkrankung.

Zielorientierten Zusammenarbeit von Forschung, Wissenschaft und Unternehmen

Auf Grundlage der zielorientierten Zusammenarbeit von Forschung, Wissenschaft und Unternehmen wird ein solches System entwickelt und in seiner Alltagstauglichkeit sowie Funktionalität klinisch getestet.






WAY (Wearable interfaces for hand function recovery) wird innerhalb des 7. Rahmenprogramms von der EU gefördert. 

WAY erforscht das Wiedererlangen der Handfunktionen nach Amputation, Schlaganfalloder anderen neuronal bedingten Bewegungseinschränkungen. Ziel des Projektes ist es, ein nicht-invasives Brain-Neural Computer Interaction (BCNI) System zu entwickeln, das Hirnsignale des Patienten aus verschiedenen, auch bildgebenden Quellen, bündelt und die Steuerung einer Handprothese mittels multimodaler Sinnesrückkopplung erlaubt.

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Partner

Das Projekt "Kombination von EEG/MEG basierter Gehirn-Computer Schnittstellen und Neurostimulation im Kontext von Neurorehabilitation und mentaler Augmentation" wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des internationalen NIH-DFG Research Career Transition Awards gefördert. Der Award ermöglicht es jungen NachwuchswissenschaftlerInnen aus den Bereichen der Lebenswissenschaften komplexe wissenschaftliche Forschungsarbeiten über einem Zeitraum von fünf bis sechs Jahren zu verfolgen. Die wissenschaftlichen Arbeiten werden im Rahmen des Programms teilweise an den National Institutes of Health (NIH) in den USA sowie an einer deutschen Universität durchgeführt. Im Rahmen des Projektes wird untersucht, ob Personen mit chronischen Lähmungen nach Schlaganfall lernen können, die Hirnaktivität in bestimmten Arealen mittels eines sog. BCI Trainings zu verändern, und ob dieses Training zu einer Verbesserung der Bewegungsfähigkeit führt. Darüber hinaus wird getestet, ob eine elektrische Stimulation des Gehirns das BCI Training für die Patienten erleichtert.

Für Arbeiten, die u.a. aus diesem Projekt hervorgegangen sind, erhielt das Team Dr. Soekadar und Prof. Dr. N. Birbaumer 2012 die höchst dotierte Auszeichnung in der BCI Forschung.

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Förderungen

  • UKT: fortüne
  • BMBF
  • DFG
  • Europäische Union EU

Ausgewählte Publikationen

  • Soekadar SR, Witkowski M, Gómez C, Opisso E, Medina J, Cortese M, Cempini M, Carozza MC, Cohen LG, Birbaumer N, Vitiello N. Hybrid EEG/EOG-based brain/neural hand exoskeleton restores fully independent daily living activities after quadriplegia. Science Robotics 1, eaag3296 (2016).
  • Witkowski M, Garcia-Cossio E, Chander BS, Braun C, Birbaumer N, Robinson SE, Soekadar SR. Mapping entrained brain oscillations during transcranial alternating current stimulation (tACS). Neuroimage 2016;140:89-98; doi: 10.1016/j.neuroimage.2015.10.024.
  • Deecke L, Soekadar SR. Beyond the point of no return: Last-minute changes in human motor performance. Proc Natl Acad Sci USA 2016; doi: 10.1073/pnas.1604257113.
  • Garcia-Cossio E, Witkowski M, Robinson SE, Cohen LG, Birbaumer N, Soekadar SR. Simultaneous transcranial direct current stimulation (tDCS) and whole-head magnetoencephalography (MEG): assessing the impact of tDCS on slow cortical magnetic fields. Neuroimage 2016;140:33-40; doi: 10.1016/j.neuroimage.2015.09.068.
  • Liew S-L, Rana M, Cornelsen S, Fortunato de Barros Filho M, Birbaumer N, Sitaram R, Cohen LG, Soekadar SR. Improving Motor Corticothalamic Communication After Stroke Using Real-Time fMRI Connectivity-Based Neurofeedback. Neurorehabil Neural Repair 2016;30:671-675; doi: 10.1177/1545968315619699.
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