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Biofeedback
Eines unserer zentralen Forschungsthemen ist Biofeedback, das heißt die Rückkopplung biologischer Signale (insbesondere bioelektrischer Signale) auf den Patienten. Wir haben eines der ersten mobilen Geräte gebaut, mit dem sich Migräne und Muskelverspannungen behandeln lassen. Unsere Stärke liegt in der Sensorik und Entwicklung besonders rauscharmer Verstärker, die vor allem bei der Messung schwacher Biosignale unverzichtbar sind.
Neurofeedback
Eine spezielle Form des Biofeedback ist das Neurofeedback (auch "EEG-Feedback" genannt). Hier sollen Patienten lernen, die eigene Hirntätigkeit innerhalb gewisser Grenzen zu lenken und ungünstige Aktivierungsmuster zu verändern. Zielgruppe der heute verfügbaren Neurofeedback-Geräte sind vor allem Patienten mit ADHS, bei denen die fokussierte Aufmerksamkeit zu schwach ist. Daneben gibt es aber auch viele psychische Störungen wie Depressionen oder Zwänge, bei denen der Patient zu stark auf negative Gedanken fokussiert. Wir erforschen ein neues Konzept von Neurofeedback, bei der die gemessene Hirnaktivität genutzt wird, um die Transparenz von Brillengläsern zu regeln. Mikroprozessor, Elektronik und Batterie sind im Gestell der Brille verbaut.
Aufmerksamkeit
Aufmerksamkeit ist ein spannendes Forschungsthema. Grundsätzlich existieren zwei unterschiedliche Ausprägungen von Aufmerksamkeit: "fokussierte Aufmerksamkeit" (Konzentration) und "weitgestellte Aufmerksamkeit" (Achtsamkeit, mindfulness). Wenn ich mich konzentriere, fokussiere ich meine Aufmerksamkeit auf ein bestimmtes Objekt (zum Beispiel ein Gemälde) oder einen bestimmten Vorgang (zum Beispiel eine Musik). Dabei beschränke ich mich oft auf einen Wahrnehmungssinn (zum Beispiel das Sehen oder das Hören) und bewerte das Wahrgenommene ("zu bunt" oder "zu laut"). Wenn ich dagegen achtsam bin, stelle ich meine Aufmerksamkeit so weit wie möglich. Ich nehme alles um mich herum (das Hier) und jeden Augenblick (das Jetzt) bewusst wahr, ohne zu bewerten (Kabat-Zinn, 1982).
In einer wissenschaftlichen Studie an den Gehirnen von meditierenden Mönchen konnte gezeigt werden (Lutz et al., 2004), dass die Intensität der Gamma-Wellen (25 bis 40 Hz) im EEG während einer tiefen Meditation signifikant erhöht ist. Dieselbe Studie lieferte aber noch ein anderes interessantes Ergebnis: Meditationsanfängern war es möglich, ihre eigenen Gamma-Wellen durch entsprechendes Training zu intensivieren. Das wirft sofort folgende Frage auf: Lässt sich Achtsamkeit trainieren, wenn wir einer Versuchsperson ihr eigenes EEG in einer möglichst motivierenden Form widerspiegeln? In unserem jüngsten Forschungsprojekt wollen wir genau diese Frage beantworten. Kooperationspartner ist das Zentralinstitut für Seelische Gesundheit.
Laser-Gewebe-Wechselwirkungen
Grundsätzlich lassen sich die Wechselwirkungen zwischen Laserlicht und biologischem Gewebe in "nicht-ionisierende" und "ionisierende" einteilen. Zur ersten Gruppe zählen die photochemische und die photothermische Wechselwirkung, zur zweiten die Photoablation, die plasma-induzierte Ablation und die Photodisruption. In unserem Institut untersuchen wir unter anderem die Wirkung von NIR (near infrared) Diodenlasern und von Ultrakurzpulslasern auf biologisches Gewebe. In einem vom BMBF geförderten Projekt haben wir mittels LIBS (laser-induced breakdown spectroscopy) die Kariesdiagnostik automatisiert.