Projekt »NeuroQ«: Erste Meilensteine bei der Sensorentwicklung erreicht

Im BMBF-Leuchtturmprojekt »NeuroQ« entwickeln die Projektpartner ein Brain-Computer-Interface auf Basis von diamantbasierten Quantensensoren, das es gelähmten Menschen ermöglicht, ein Exoskelett mit ihren Gedanken zu steuern. Beim Projekttreffen an der Charité in Berlin stellten die Forschenden ihre Ergebnisse aus dem ersten Projektjahr vor: Sie haben es geschafft, das Prinzip des neuartigen Quantensensors erfolgreich zu demonstrieren. 

Im Dezember 2022 startete das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekt »Laserschwellen-Magnetometrie für neuronale Kommunikations-Schnittstellen«, kurz »NeuroQ«. Der Verbund aus neun Partnern aus Forschung und Industrie hat sich der Herausforderung angenommen, eine Technologie zu entwickeln, die es gelähmten Personen ermöglicht, eine Exoskelett-Hand mit ihren Gedanken zu steuern. Das dafür notwendige Brain-Computer-Interface basiert auf hochsensitiven Quantenmagnetometern und einem völlig neuen Ansatz: der Laserschwellen-Magnetometrie. Dabei werden Diamant und Laser in einer optischen Kavität zu einem präzisen Messsystem für schwächste Magnetfelder kombiniert.

Im ersten Jahr der Projektarbeit konzentrierte sich die Forschung auf die Sensorentwicklung. Gemeinsam mit den Industriepartnern Sacher Laser und 21 Semiconductors kombinierten die Forschenden am Fraunhofer IAF  Diamant mit einem zweiten Lasermedium in einer Kavität und demonstrierten damit erfolgreich das Prinzip der Laserschwellen-Magnetometrie mit zwei Medien. Insbesondere bei der Kombination aus Diamant und dem speziellen Lasertyp MECSEL (membrane external-cavity surface-emitting laser) erzielten die Forschenden sehr gute Ergebnisse und damit erhebliche Fortschritte bei einem zentralen Forschungsschwerpunkt des Projekts. »Im ersten Projektjahr haben wir nicht nur unsere Meilensteine erreicht, sondern zum Teil sogar unerwartete Ergebnisse erzielt, die uns neue Möglichkeiten für unser Vorhaben eröffnen«, sagt Dr. Markus Rösch, Projektleiter von »NeuroQ« in Vertretung.

Beim Projekttreffen hatte das Konsortium die Gelegenheit, sich die speziell entwickelte Abschirmumgebung anzusehen, die ideale Bedingungen für den zukünftigen patientennahen Einsatz der Quantensensoren an der Charité schafft. »Die an der Charité geschaffene Infrastruktur ist in Deutschland einzigartig, denn sie ermöglicht uns, die neuen Sensoren unter klinischen Bedingungen zu testen und weiterzuentwickeln, was einen bedeutenden Fortschritt für den patientennahen Einsatz darstellt«, erläutert Prof. Dr. med. Surjo Soekadar, Leiter des Forschungsbereichs Translation und Neurotechnologie an der Charité.