Mobile Brain/Body Imaging (MoBI) ist eine innovative Bildgebungsmethode, die mobile Verfahren zur Bildgebung des Gehirns, wie beispielsweise das Elektroenzephalogramm (EEG) oder die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS), mit Motion-Capture-Techniken und anderen Datenströmen kombiniert. Das grundlegende Ziel besteht darin, die Gehirnaktivität zu untersuchen, während sich Personen aktiv bewegen und mit ihrer Umgebung interagieren. Indem MoBI den Teilnehmern die Freiheit gewährt, an natürlichen kognitiven und emotionalen Prozessen teilzunehmen, ohne durch körperliche Bewegungseinschränkungen behindert zu werden, ermöglicht es die Untersuchung der Gehirndynamik in Kontexten, die der Realität näher kommen.
Im Gegensatz zu etablierten Bildgebungsverfahren wie der funktionellen Magnetresonanztomographie (MRT) bietet MoBI erhebliche Vorteile. Es überwindet die Einschränkungen feststehender Bildgebungsaufbauten, indem es den Teilnehmern ermöglicht, sich frei zu bewegen, und liefert so neue Einblicke in die Gehirnfunktion bei Personen in Bewegung. Dieser Ansatz hat das Potenzial, die neuronalen Mechanismen aufzudecken, die aktivem Verhalten zugrunde liegen, sowie das komplexe Zusammenspiel zwischen Verhalten und Gehirndynamik. Folglich verspricht MoBI, unser Verständnis der menschlichen Kognition und Emotionen in authentischen Umgebungen voranzutreiben. Die Integration von MoBI in modernste Virtual-Reality-Headsets in kontrollierten Versuchsumgebungen erweitert dessen Möglichkeiten noch weiter und ermöglicht die Nachbildung realitätsnaher Aufgabenszenarien sowie die Untersuchung von Gehirnreaktionen in immersiven, interaktiven Umgebungen.
Interessierte Leser finden weitere Informationen in dieser ausführlichen Einführung in die mobile Gehirn- und Körperbildgebung!
Was ist MoBI?
Was ist unser Ziel?
Die Motivation unseres Labors beruht auf der Erkenntnis, dass traditionelle bildgebende Verfahren des Gehirns wie die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT), die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und die Magnetoenzephalographie (MEG) wertvolle Einblicke in die Architektur des menschlichen Gehirns und die neuronalen Dynamiken geliefert haben, die die Kognition unterstützen. Diese etablierten Methoden sind jedoch mit erheblichen technischen Einschränkungen verbunden, die die Bewegungsfreiheit der Probanden während der Experimente stark einschränken.
Infolgedessen beruht unser Wissen über die neuronalen Grundlagen der menschlichen Kognition auf einer Trennung der menschlichen Kognition von ihrer wohl wichtigsten und sicherlich evolutionär entscheidendsten Funktion – nämlich der Organisation unseres Verhaltens, um dessen Folgen in unserer komplexen, vielschichtigen und sich ständig verändernden Umwelt zu optimieren.
Unser Labor möchte diese Einschränkung überwinden, indem es sich dem Konzept der natürlichen Kognition verschreibt, das die Bedeutung der Erforschung des Gehirns im Kontext der grundlegenden Erfahrungen und Rollen des Menschen als verkörperte Akteure, die mit ihrer komplexen und sich ständig verändernden Umwelt interagieren, anerkennt.
Im Mittelpunkt der Philosophie unseres Labors steht das Streben nach einem ganzheitlichen Verständnis der menschlichen Kognition mit praktischer Relevanz bei gleichzeitiger Überwindung der derzeitigen technischen Grenzen in den Neurowissenschaften. Durch den Einsatz modernster Technologien und einen interdisziplinären Ansatz ist unser Labor bestens aufgestellt, um einen wesentlichen Beitrag zum Bereich der kognitiven Neurowissenschaften und deren praktischen Anwendungen in der Mensch-Maschine-Interaktion und der Rehabilitation zu leisten.
Die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten der mobilen Gehirn- und Körperbildgebung (MoBI) erstrecken sich auf ein breites Spektrum von Fachgebieten und nutzen dabei ihre einzigartige Fähigkeit, die Gehirnaktivität in realitätsnahen Situationen zu untersuchen. Zu den wichtigsten Bereichen, die von den Vorteilen der MoBI profitieren, gehören:
- Neuroergonomie: Gestaltung von Umgebungen und Benutzeroberflächen, die auf die menschliche Wahrnehmung abgestimmt sind, zur Optimierung von Produktivität und Zufriedenheit (Gramann et al., 2021)
- Neurourbanismus: Analyse des städtischen Umfelds im Hinblick auf Erfahrungen wie Stress und Wohlbefinden sowie Entwicklung geeigneter Gestaltungsansätze (Sander et al., 2024; Gramann, 2024; Wang et al., 2022)
- Räumliche Wahrnehmung: Ein Blick auf Navigation und Wegfindung (Iggena et al., 2022; Cheng et al., 2022), räumliches Lernen und Gedächtnis (Hilton et al., 2022), sowie die Entwicklung von assistiven Technologien (Protzak et al., 2022)
- Kognitiv-motorische Interferenz: Untersuchung der zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen bei der Bewältigung von Doppelaufgaben, beim Altern und bei Stürzen (Wiczorek et al., 2022; Wunderlich et al., 2021)
- Neuronale und bewegungsbezogene Merkmale von Interaktionen: Identifizierung neuronaler Marker, die neue Wege der Mensch-Roboter-Interaktion ermöglichen (Gehrke et al., 2022)
- Körpergebundene Kognition: Die Auswirkungen der Steuerung eines realen oder virtuellen Körpers auf die Kognition verstehen (Sanches de Oliveira et al., 2023)