Spezialthema | An der Schnittstelle von Computer und Gehirn – NeuroTech in Therapie und Diagnostik in Berlin

Neurotechnologien gehören heute zu den spannendsten Innovationsfeldern an der Schnittstelle von Medizin, Digitalisierung und Ingenieurswissenschaften. Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction klang, ist in der Hauptstadtregion längst Gegenwart. Hier hat sich ‚NeuroTech‘ zu einem dynamisch wachsenden Bereich entwickelt. Die Anwendungen reichen von innovativen Diagnoseverfahren bis hin zu neuen therapeutischen Ansätzen, die eine bessere Versorgung neurologischer Erkrankungen ermöglichen. Vor dem Hintergrund steigender Fallzahlen von Personen mit neurodegenerativen Erkrankungen aufgrund des demografischen Wandels gewinnt die Forschung in diesem Bereich zusätzlich an Bedeutung – einen Trend, den Akteure in der Hauptstadtregion längst erkannt haben.

 

Neurotechnologien sind faszinierende Entwicklungen der modernen Medizin: Sie schaffen eine direkte Verbindung zwischen dem menschlichen Gehirn und digitalen Systemen und eröffnen damit Möglichkeiten, die noch vor wenigen Jahren undenkbar schienen. Ob für Forschung, Diagnostik oder Therapie: Überall dort, wo neuronale Signale gemessen, entschlüsselt oder gezielt beeinflusst werden, kommt NeuroTech zum Einsatz. Bekannte Anwendungen aus dem Bereich der Diagnostik sind etwa Computertomographie, Elektroenzephalographie (EEG) und funktionelle Magnetresonanztomografie (fMRT). Als Neurotechnologien können also technologische und computergestützte Werkzeuge bezeichnet werden, die Signale des Gehirns analysieren oder in der Lage sind, diese gezielt zu modifizieren. Auch biomedizinische Anwendungen, die direkt mit dem Gehirn interagieren, werden als Neurotechnologien verstanden. In den konkreten medizinischen Anwendungen reichen Neurotechnologien demnach von Psychopharmaka bis hin zu Neuroprothesen.  

In der neurologischen Diagnostik gewinnen zudem Quantensensoren zunehmend an Bedeutung, da sie Messungen der Gehirnaktivität mit bislang unerreichter Präzision ermöglichen. Diese Entwicklungen erweitern das Spektrum möglicher Anwendungen in den Neurowissenschaften.  

Neurotechnologien an der Charité 

In der Hauptstadtregion wird umfangreich zu allen Ausprägungen der Neurotechnologie geforscht, entwickelt und produziert. In puncto Forschung und Translation gilt zum Beispiel der Leiter der Arbeitsgruppe Klinische Neurotechnologie an der Charité – Universitätsmedizin Berlin, Prof. Surjo Soekadar, als internationale Koryphäe. Er ist Vorreiter auf dem Gebiet der klinischen Neurotechnologie und ein gefragter Speaker auf Veranstaltungen zur Neurotechnologie und darüber hinaus. In seiner Arbeit konzentriert sich Prof. Soekadar auf die klinische Anwendung von Gehirn-Computer-Schnittstellen, im Fokus steht dabei zum Beispiel die Steuerung von externen Geräten wie Prothesen durch Signale des Gehirns als auch die Behandlung von psychischen Erkrankungen durch die gezielte Anregung neuronaler Netzwerke. Die Bedeutung der Neurotechnologie und seiner Arbeit beschreibt Prof. Soekadar so: „Neurotechnologie eröffnet erstmals die Möglichkeit, direkt mit dem Nervensystem des Menschen zu interagieren. Sie eröffnet uns die Chance, verlorene Funktionen und Handlungsspielräume wiederherzustellen, und gleichzeitig neue Formen der Interaktion zwischen Mensch und Technik zu schaffen.“ 

Im vergangenen Jahr hat sich die Einstein Stiftung Berlin entschlossen, die Forschung von Prof. Soekadar zum zweiten Mal mit einer Einstein-Professur zu unterstützen. Bei dieser Professur soll der Fokus auf der Verbindung von Neurotechnologie mit Psychotechnologie – also der Kombination neurobiologischer, digitaler und psychosozialer Interventionen – liegen. Ein weiteres Ziel ist der Aufbau eines NeuroTech Open Innovation Hubs, um die klinische Translation neurotechnologischer Entwicklungen zu beschleunigen. Dieser Hub soll eng mit dem neu gegründete ARC Innovation Center an der Charité abgestimmt werden.  

Forschung auf internationalem Top-Niveau betreibt auch Prof. Dr. Petra Ritter. Sie ist Johanna Quandt Professorin für Gehirnsimulation am Berlin Institut of Health (BIH). Ihre Arbeit beschäftigt sich mit dem Nutzen von Hirnsimulationen für die Diagnose und Therapie von Hirnerkrankungen wie Alzheimer, Schlaganfall und Epilepsie. Die Forschungsgruppe von Prof. Ritter bietet Fachwissen, Tools und Ressourcen, mit denen sich Rohdaten aus der Bildgebung des Gehirns in virtuelle Patienten-„Avatare“ verwandeln lassen. Ziel der Forschung ist es unter anderem umsetzbare, skalierbare Softwarelösungen zu entwickeln und Simulationsergebnisse bestmöglich zu interpretieren und so Hirnsimulationen für eine Vielzahl von Anwendungsfällen wie etwa die Individualmedizin weiterzuentwickeln.  

Neue Quantensensoren für die Forschung und Behandlung 

Auf die Diagnostik und das bessere Verständnis von neurologisch bedingten Erkrankungen wie zum Beispiel Schizophrenie, Parkinson oder Epilepsie konzentriert sich auch das OPM-MEG-Zentrum, das die Charité – Universitätsmedizin Berlin gemeinsam mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) im Oktober 2025 auf dem Campus Charité Mitte eröffnet hat. In dem Zentrum für Magnetoenzephalographie (MEG) mit optisch gepumpten Magnetometern (OPM) soll das Verständnis, die Erkennung und die Behandlung psychiatrischer und neurologischer Störungen verbessert werden. Arbeitsteilig wird das PTB die biomagnetischen Messungen mit Quantensensoren betreuen, während die Charité die Messtechnik für die Forschung zu neurologischen Mechanismen und psychiatrischen Erkrankungen einsetzt. Neue Chancen bietet ein neuer Typ von Quantensensoren, die OPMs, die Hirnsignale bei Zimmertemperatur mit einer bisher unerreichten Kombination aus Echtzeit- und räumlich hochauflösender Funktionsmessung erfassen können. Kern des Zentrums ist ein Ganzkopf-OPM-System mit 96 Sensoren in einer magnetisch abgeschirmten Kabine. Darüber hinaus werden am Zentrum die Quantensensorik im Allgemeinen sowie Gehirn-Computer-Schnittstellen weiterentwickelt und Kooperationen mit Forschung, Wirtschaft und Start-ups ausgebaut. 

NeuroCure – Das Exzellenzcluster der Neurowissenschaften an der Charité 

Bereits seit 2007 ist das Exzellenzcluster der Neurowissenschaften – NeuroCure – an der Charité etabliert. Das Cluster ist ein interdisziplinärer Forschungsverbund, der sich auf die Erforschung neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen fokussiert – beteiligt sind die Humboldt-Universität zu Berlin und die Freie Universität Berlin sowie die außeruniversitären Forschungseinrichtungen Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC), Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP), Max-Planck-Forschungsstelle für die Wissenschaft der Pathogene (MPUSP) und das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE). Ein Teil von NeuroCure ist das NCRC – Neuroscience Clinical Research Center für die Durchführung von klinischen Studien. Ziel des Zentrums ist es, neue Erkenntnisse aus der neurowissenschaftlichen Grundlagenforschung möglichst schnell in die klinische Anwendung zu überführen. Dazu werden im NCRC Studien etwa zu Schlaganfall, Multipler Sklerose, Demenz, Epilepsie oder psychiatrischen Erkrankungen durchgeführt, und den teilnehmenden Patienten und Patientinnen Zugang zu neuen Diagnose- und Therapieansätze ermöglicht. 

 

Das Fraunhofer IZM beteiligt sich an NerveRepack 

Ein Zusammenschluss aus Forschungsinstituten, Universitäten und Branchenführern im Bereich NeuroTech aus Europa, ist auch das Forschungsprojekt NerveRepack. Das vielfältige Konsortium arbeitet daran, die Lebensqualität von Menschen mit amputierten oder gelähmten Gliedmaßen mittels Neurotechnologie zu verbessern. Dafür werden innovative implantierbare, neuronale Schnittstellen konzipiert, die mit Exoprothesen und Exoskeletten in Richtung des Patienten, aber auch andersherum kommunizieren können. An NerveRepack ist auch das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM aus Berlin beteiligt, das am Design des implantierbaren Moduls mitarbeitet und eine biokompatible Dünnschichtverkapselung entwickelt, die einen langfristigen Betrieb des Geräts im Körper ermöglicht. 

Berliner Unternehmen in NeuroTech 

Außerhalb der Forschung gibt es ebenfalls viele Akteure wie beispielsweise Start-ups und Unternehmen, die im Bereich der Neurotechnologie in der Hauptstadtregion aktiv sind. Ein Beispiel ist die eemagine Medical Imaging Solutions GmbH, die seit 1999 in Berlin Hard- und Software zur TMS-Neuronavigation sowie zur Analyse und Erhebung von Elektroenzephalographie-Daten (EEG) herstellt. Die Produkte werden durch die Firma ANT Neuro weltweit vertrieben. Mit ihnen decken beide Unternehmen insbesondere die Neuronavigation für Behandlung von Depressionen mit transkranieller Magnetstimulation (TMS) und EEG in den Neurowissenschaften sowie klinischer Anwendung ab. Die Verfahren der nichtinvasiven Hirnstimulation werden in Forschungskooperation mit klinischen Partnern wie der Charité weiterentwickelt, um medikamentenresistente Depressionen immer besser behandeln zu können. Eemagine gehört zu den führenden Herstellern innovativer Neurotechnologie weltweit. „Die Entscheidung für die Gründung der Firma in Berlin hat sich aufgrund der Nähe zu unseren akademischen und klinischen Kooperationspartnern, der Attraktivität der Stadt insbesondere für ausländische Mitarbeiter und der Vernetzung mit weiteren Akteuren aus der Region vollauf bewährt“, sagt der Gründer und Geschäftsführer von eemagine, Dr. Frank Zanow über Berlin als Standort für NeuroTech. 

Zu den Unternehmen, die mithilfe von Neurotechnologie die Lebensqualität von Patientinnen und Patienten verbessern, gehört auch Biotronik. 1963 in Berlin gegründet, stellt Biotronik seither vor allem Herzschrittmacher- und Monitoringsysteme her. Zu den neueren Erweiterungen des Produktportfolios des Unternehmens zählt nun auch ein Rückenmarkstimulationssystem (Prospera®Spinal Cord Stimulation – SCS) für die Behandlung von chronischen Schmerzen in Rücken und Beinen an. Das implantierbare System verspricht, Schmerzsignale im Rückenmark zu unterdrücken und abzumildern. Dass auch Orthesen eine wichtige Rolle in der Neurotherapie und -rehabilitation einnehmen, zeigt die Firma Ottobock mit Sitz in Berlin. Der exopulse suit des Herstellers für medizintechnische Hilfsmittel mit einem Sitz in Berlin, kann mit rund 50 Elektroden zur Reduktion typischer Spastiksymptome bei Erkrankungen wie Zerebralparese, Multipler Sklerose sowie Schlaganfall und zur Minderung chronischer Schmerzen beitragen.  

Auf die Unterstützung der Hirnforschung durch Bildgebungsverfahren hat sich das amerikanische Unternehmen NIRx spezialisiert. NIRx wurde 1988 gegründet und hat seinen Sitz in Berlin und Orlando. Mit der auf Licht basierenden fNIRS-Tomographie bietet die Firma zuverlässige Bilder des Gehirns und dessen Aktivitäten für die Forschung an. 

Ebenfalls einen Blick ins Gehirn wirft die Technologie vom Berliner Start-up Nocturne. Die von den Gründerinnen und Gründern entwickelte Software nutzt das Auge als Fenster zum Gehirn und wertet mithilfe künstlicher Intelligenz Bilder der Augennetzhaut aus. Diese Bilder unterstützen die Diagnose und die Beurteilung des Verlaufs von neurologischen Erkrankungen. 

In den Verlauf von Alzheimer Erkrankungen greift das Berliner NeuroTech-Start-up Nuuron ein. Das Unternehmen entwickelt dafür einen Gedächtnisschrittmacher für Demenz-Patienten. Die Neuromodulationstechnologie von Nuuron aktiviert dabei direkt das Gedächtniszentrum von Patientinnen und Patienten. Dies geschieht über ultra-hochfrequente, digital-photonische Reize, die über die Netzhaut als Brain-Computer-Interface (BCI) das Gedächtniszentrum aktivieren und dafür sorgen, dass Erinnerungen aus dem Kurzzeitgedächtnis wieder im Langzeitgedächtnis verfestigt. Nuuron nutzt dafür VR- und AR-Brillen. Aktuell führt das Start-up klinische Studien an der Charité mit Alzheimer-Patienten sowie Tierversuche am Deutschen Zentrum für neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) durch, wie Fabian Queisner, Gründer und Geschäftsführer von Nuuron sagt. Für Berlin als Gründungsstandort sprach laut Queisner: „das mit der Charité ausgezeichnete Umfeld für NeuroTech-Forschung sowie die Attraktivität der Stadt Berlin für unser internationales Wissenschaftler-Team.“ 

Die Stimulanz des Gehirns steht auch bei dem Start-up InnoSphere im Vordergrund, das 2017 als Spin-off der Humboldt-Universität zu Berlin gegründet wurde. Das Unternehmen mit Sitz in Berlin und Haifa entwickelt mit Novostim eine tragbare medizinische Kappe, die eine nicht-invasive elektrische Gehirnstimulation zur Behandlung von ADHS bei Kindern ermöglicht und gezielt bestimmte Gehirnareale während spielerischer Aktivitäten trainiert. ADHS-Symptome sollen dauerhaft abgeschwächt werden. Kürzlich schloss InnoSphere seine zulassungsrelevante FDA-Studie mit führenden Kliniken ab, erhielt die israelische AMAR-Zulassung und bereitet nun gemeinsam mit der Charité die CE-Aktivitäten für das kommende Jahr vor. 

 

Berliner Events stärken NeuroTech-Innovationen 

Veranstaltungen rund um Neurotechnologien in Berlin verdeutlichen, dass technologischen Lösungen für die Neurowissenschaften auch außerhalb der Wissenschaft viel Aufmerksamkeit gewidmet wird. So finden seit mehr als einem Jahrzehnt das jährliche ANT Neuromeeting oder auch das Berlin Neuroscience Meeting (BNM) in Berlin statt. Auch beim diesjährigen Berlin Quantum Hackathon, unterstützt von Berlin Quantum und vom Berliner Senat für Wirtschaft, Energie und Betriebe, widmete sich eine der zwei Challenges der„Brain-Computer Interfaces & Neuromodulation“. Der Einsatz von Quantentechnologien im NeuroTech-Bereich wird ebenso Thema der DMEA Session „Quantentechnologien für die Medizin“ am 21. April vom Cluster HealthCapital sein. 

 

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