So klingt es, wenn das neue Jülicher Großgerät in Aktion tritt. Eines seiner Bestandteile ist ein Magnetresonanztomograph, abgekürzt MRT. Er beeinflusst mit Hilfe eines Magneten Atomkerne, die im Körpergewebe um ihre eigene Achse rotieren. Daraufhin entstehen Signale, die Auskunft darüber geben, wie dicht und gesund ein bestimmtes Gewebe ist.
Je stärker das Magnetfeld eines MRT-Apparats ist, desto genauer kann man die Signale aus dem Körperinneren unterscheiden. Die erste Besonderheit des Jülicher Geräts: es besitzt eine außergewöhnlich hohe Feldstärke von 9,4 Tesla. Damit ist sein Magnet bis zu sechs Mal stärker als bei herkömmlichen Geräten und 190.000 Mal stärker als das Magnetfeld der Erde. Professor Jon Shah, Direktor des Jülicher Instituts für Neurowissenschaften und Medizin, erhofft sich schon dadurch genauere Bilder vom Gehirn.
"Dann werden wir sicherlich von ungefähr einem Millimeter Genauigkeit auf 0, 1 Millimeter Genauigkeit gehen können."
Das Jülicher Großgerät kann also bereits Gehirnstrukturen erkennen, die kleiner als ein Zehntel Millimeter sind. Jon Shah ist überzeugt, dass sich dadurch zum Beispiel so genannte Neurofeedback-Verfahren optimieren lassen. Versuchspersonen könnten etwa auf einem Bildschirm nachverfolgen, wie sie durch geistiges Training Angstregionen in ihrem Gehirn beeinflussen – so genau wie nie zuvor. Shah:
"Das heißt irgend jemand der Angst hat vor Spinnen - wir werden dieser Person im Scanner Bilder zeigen und die werden dann versuchen, ihre Angst – weil die werden das auch gezeigt bekommen – zu regulieren und runter zu regulieren."
Es gibt zwar weltweit noch einige andere Geräte mit ähnlich hoher Magnetstärke, der Jülicher Apparat ist aber trotzdem etwas ganz Besonderes: er enthält gleichzeitig einen Positronenemissionstomographen, abgekürzt PET. Dieser misst die Signale von radioaktiven Substanzen, die in den Körper eingebracht werden. Während ein MRT-Gerät im Gehirn vor allem Zellgewebe kenntlich macht, misst PET, ob auch chemische Prozesse an den Synapsen gestört sind, den Verbindungsstellen zwischen den Nervenzellen. Bisher jedoch konnte man beide Methoden nicht in einem Gerät integrieren, erklärt Professor Hans Herzog vom Jülicher Institut für Neurowissenschaften und Medizin.
"Weil die PET-Technik ihre Signalverstärkung mit Hilfe von elektronischen Röhren betreibt und diese elektronischen Röhren versagen in einem starken Magnetfeld oder generell in einem Magnetfeld."
Die Firma Siemens baute daher so genannte "Avalanche-Photodioden" in das Gerät ein. Diese umgeben die Messelektroden des PET-Geräts mit einer Halbleiterschicht, die sie vor den Magnetfeldern schützen soll. Herzog:
"Wir haben jetzt unsere ersten Testmessungen und wir sehen, dass tatsächlich eben diese neue Elektronik im Magnetfeld unempfindlich ist, sodass wir gleichzeitig MRT und PET aufnehmen können."
Das MRT-Gerät ist fertig und hat 20 Millionen Euro gekostet. Im Laufe dieses Jahres soll das Zusammenspiel mit dem PET-Gerät optimiert werden. In Zukunft will man den Hybridapparat dann für zahlreiche medizinische Anwendungen nutzen. Etwa um die Alzheimer Erkrankung frühzeitig zu erkennen. Der starke MRT-Magnet soll dann registrieren, wann bei dieser Krankheit strukturelle Veränderungen eintreten, also Hirngewebe schrumpft. Professor Andreas Bauer vom Jülicher Institut.
"Je höher die Auflösung dieser Verfahren ist, umso früher, so steht zu erwarten, können wir diese strukturellen Veränderungen erkennen. Hinzu kommt jetzt, dass durch die Positronenemissionstomographie noch eine andere Dimension, nämlich die der Chemie des Gehirns, ins Spiel kommt und wir gehen in der Tat davon aus, dass die chemischen Veränderungen den strukturellen Veränderungen noch vorausgehen."
Zunächst werden also zum Beispiel bestimmte Botenstoffe im Gehirn nicht mehr richtig transportiert. Und dann fangen die Nervenzellen an, abzusterben. Weil das Jülicher Hybridgerät beide Vorgänge gleichzeitig registriert und miteinander abgleicht, könnte es eine frühestmögliche Diagnose von Alzheimer erlauben. Der Apparat soll auch bei der Diagnose von Hirntumoren, Depression oder Schizophrenie zum Einsatz kommen. Allerdings muss er dazu noch ausreifen. Denn das Jülicher Hybridgerät ist momentan selbst erst noch ein Forschungsobjekt.
Je stärker das Magnetfeld eines MRT-Apparats ist, desto genauer kann man die Signale aus dem Körperinneren unterscheiden. Die erste Besonderheit des Jülicher Geräts: es besitzt eine außergewöhnlich hohe Feldstärke von 9,4 Tesla. Damit ist sein Magnet bis zu sechs Mal stärker als bei herkömmlichen Geräten und 190.000 Mal stärker als das Magnetfeld der Erde. Professor Jon Shah, Direktor des Jülicher Instituts für Neurowissenschaften und Medizin, erhofft sich schon dadurch genauere Bilder vom Gehirn.
"Dann werden wir sicherlich von ungefähr einem Millimeter Genauigkeit auf 0, 1 Millimeter Genauigkeit gehen können."
Das Jülicher Großgerät kann also bereits Gehirnstrukturen erkennen, die kleiner als ein Zehntel Millimeter sind. Jon Shah ist überzeugt, dass sich dadurch zum Beispiel so genannte Neurofeedback-Verfahren optimieren lassen. Versuchspersonen könnten etwa auf einem Bildschirm nachverfolgen, wie sie durch geistiges Training Angstregionen in ihrem Gehirn beeinflussen – so genau wie nie zuvor. Shah:
"Das heißt irgend jemand der Angst hat vor Spinnen - wir werden dieser Person im Scanner Bilder zeigen und die werden dann versuchen, ihre Angst – weil die werden das auch gezeigt bekommen – zu regulieren und runter zu regulieren."
Es gibt zwar weltweit noch einige andere Geräte mit ähnlich hoher Magnetstärke, der Jülicher Apparat ist aber trotzdem etwas ganz Besonderes: er enthält gleichzeitig einen Positronenemissionstomographen, abgekürzt PET. Dieser misst die Signale von radioaktiven Substanzen, die in den Körper eingebracht werden. Während ein MRT-Gerät im Gehirn vor allem Zellgewebe kenntlich macht, misst PET, ob auch chemische Prozesse an den Synapsen gestört sind, den Verbindungsstellen zwischen den Nervenzellen. Bisher jedoch konnte man beide Methoden nicht in einem Gerät integrieren, erklärt Professor Hans Herzog vom Jülicher Institut für Neurowissenschaften und Medizin.
"Weil die PET-Technik ihre Signalverstärkung mit Hilfe von elektronischen Röhren betreibt und diese elektronischen Röhren versagen in einem starken Magnetfeld oder generell in einem Magnetfeld."
Die Firma Siemens baute daher so genannte "Avalanche-Photodioden" in das Gerät ein. Diese umgeben die Messelektroden des PET-Geräts mit einer Halbleiterschicht, die sie vor den Magnetfeldern schützen soll. Herzog:
"Wir haben jetzt unsere ersten Testmessungen und wir sehen, dass tatsächlich eben diese neue Elektronik im Magnetfeld unempfindlich ist, sodass wir gleichzeitig MRT und PET aufnehmen können."
Das MRT-Gerät ist fertig und hat 20 Millionen Euro gekostet. Im Laufe dieses Jahres soll das Zusammenspiel mit dem PET-Gerät optimiert werden. In Zukunft will man den Hybridapparat dann für zahlreiche medizinische Anwendungen nutzen. Etwa um die Alzheimer Erkrankung frühzeitig zu erkennen. Der starke MRT-Magnet soll dann registrieren, wann bei dieser Krankheit strukturelle Veränderungen eintreten, also Hirngewebe schrumpft. Professor Andreas Bauer vom Jülicher Institut.
"Je höher die Auflösung dieser Verfahren ist, umso früher, so steht zu erwarten, können wir diese strukturellen Veränderungen erkennen. Hinzu kommt jetzt, dass durch die Positronenemissionstomographie noch eine andere Dimension, nämlich die der Chemie des Gehirns, ins Spiel kommt und wir gehen in der Tat davon aus, dass die chemischen Veränderungen den strukturellen Veränderungen noch vorausgehen."
Zunächst werden also zum Beispiel bestimmte Botenstoffe im Gehirn nicht mehr richtig transportiert. Und dann fangen die Nervenzellen an, abzusterben. Weil das Jülicher Hybridgerät beide Vorgänge gleichzeitig registriert und miteinander abgleicht, könnte es eine frühestmögliche Diagnose von Alzheimer erlauben. Der Apparat soll auch bei der Diagnose von Hirntumoren, Depression oder Schizophrenie zum Einsatz kommen. Allerdings muss er dazu noch ausreifen. Denn das Jülicher Hybridgerät ist momentan selbst erst noch ein Forschungsobjekt.