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UNI 1 2016 Web

UNITITEL | 20 UNI I 01 I 2016 Foto: ari Schädels und des neuronalen Gewebes wurden dabei systematisch variiert und ihr Einfluss auf die Simulationsergebnisse untersucht. Hierzu wandten sie erstmals stochastische Sensitivitätsanalysen an, um alle signifikanten Leitfähigkeitsparameter zu charakterisieren. Zusätzlich entwickelten die Forscher ein physisches Modell eines realen menschlichen Schädels aus einem gipsartigem Material. Mit Hilfe dieses Modells ist es ihnen sogar gelungen, die Stromverteilung bei Stromstimulation innerhalb des Schädels so zu überprüfen als wenn es sich um einen echten Schädel handeln würde. So gingen die Wissenschaftler Schritt für Schritt der Dynamik, dem Verlauf und der exakten Ausprägung der strominduzierten biologischen Prozesse auf den Grund. Matthias Klemm: „Dabei konnten wir zeigen, dass eine patientenbezogene Modellierung der Leitfähigkeiten im Kopf Voraussetzung dafür ist, um die Stromverteilung exakt vorauszubestimmen und individuell angepasste Behandlungsschemata zu entwickeln.“ 3D-MODELL FÜR BEHANDLUNGSSIMULATION Um nun die Wirkung der Stromstimulation in Auge und Gehirn zu optimieren, wurde die Stromverteilung im biologischen Gewebe detailliert simuliert. Dabei wurden die gleichen Modellierungsansätze zur Nachbildung von Augen- und Kopfgewebe angewendet. Auch hier griffen die Ilmenauer Wissenschaftler auf langjährige Erfahrungen ihrer interdisziplinären Forschungsarbeit zurück, konkret auf die so genannte Volumenleitermodellierung. Dabei erstellen sie anhand von medizinischen Bilddaten aus der Magnetresonanz- und Computertomographie dreidimensionale Modelle, in denen unterschiedliche Gewebe und deren jeweilige elektrische Leitfähigkeit definiert werden. Auf diese Weise entsteht am Computer ein Modell, an dem Verteilungen elektrischer und magnetischer Felder im Schädel simuliert werden können. Wichtige beeinflussende Faktoren wie zum Beispiel die Leitfähigkeit des Volumenleitermodell vom menschlichen Kopf mit simuliertem Stromverlauf im Gehirn bei transkranialer Stromstimulation. Mit dem Modell können die Wissenschaftler den Verlauf von eingeprägten Strömen simulieren und so individuelle Behandlungsschemen entwickeln.


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