Ein europäisches Forschungsteam aus Deutschland, Tschechien und Belgien entwickelt eine neuartige Bildgebungstechnologie, um neuronale Prozesse in lebenden Organismen mit hoher Präzision sichtbar zu machen. Das Projekt Neurogate setzt auf ein holografisches Endoskop, das mithilfe einer haarfeinen optischen Faser tief ins Gehirn blickt – minimalinvasiv und mit subzellulärer Auflösung. Der European Innovation Council (EIC) fördert die Weiterentwicklung dieser Technologie mit 2,5 Mio. Euro, um sie für biomedizinische Anwendungen zu testen.

Hochauflösende Einblicke

Das holografische Endoskop basiert auf einer multimodalen optischen Faser, die dünner ist als ein menschliches Haar. Es ermöglicht die Langzeit-Beobachtung neuronaler Schaltkreise in tiefen Hirnregionen – selbst bei frei beweglichen Organismen. Dies eröffnet neue Perspektiven für die Erforschung von neurologischen Erkrankungen wie Alzheimer oder Epilepsie und könnte zur Entwicklung innovativer Diagnose- und Therapieansätze beitragen.

„Diese Technologie markiert einen Wendepunkt in der Neurowissenschaft“, sagt Prof. Dr. Tomáš Čižmár, Forschungsabteilungsleiter am Leibniz-Institut für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) und Professor an der Friedrich-Schiller-Universität Jena. „Mit Neurogate bringen wir sie auf den nächsten Entwicklungsstand, um neuronale Aktivität unter natürlichen Bedingungen mit bisher unerreichter Präzision zu untersuchen. Diese Erkenntnisse könnten unser Verständnis neurologischer Erkrankungen erheblich erweitern.“

Seit 2017 entwickelt Čižmár die Technologie holographischer Endoskope parallel am Leibniz-IPHT und am Institut für wissenschaftliche Instrumente der Tschechischen Akademie der Wissenschaften (ISI) in Brünn. 2024 wurde seine Arbeit mit zwei bedeutenden Auszeichnungen gewürdigt: dem Preis des tschechischen Bildungsministers und dem Life-Sciences-Preis der Europäischen Gesellschaft für Mikroskopie.

„Mit Neurogate demonstrieren wir, wie Grundlagenforschung und Technologietransfer ineinandergreifen, um Lösungen für gesellschaftlich relevante Herausforderungen zu entwickeln“, so Prof. Čižmár.