Das Verständnis der Funktionsweise des Gehirns zählt zu den zentralen Herausforderungen der modernen Wissenschaft. Insbesondere die Beobachtung neuronaler Aktivität in tiefen Hirnregionen stellt hohe Anforderungen an bildgebende Verfahren: Hohe räumliche Auflösung, minimale Invasivität und langfristige Anwendbarkeit lassen sich mit etablierten Technologien bislang nur unzureichend miteinander vereinen.

Das durch den European Innovation Council geförderte Projekt NEUROGATE entwickelt einen neuartigen holografischen Endoskopansatz, der diese Einschränkungen adressiert. Kern der Technologie ist eine haarfeine optische Multimode-Faser, die eine hochauflösende Bildgebung neuronaler Aktivität im lebenden Gehirn ermöglicht, ohne das umliegende Gewebe signifikant zu schädigen. Auf diese Weise werden chronische In-vivo-Untersuchungen in tiefen Hirnregionen realisierbar.

NEUROGATE zielt darauf ab, neuronale Aktivität über lange Zeiträume hinweg in frei beweglichen Tiermodellen zu erfassen. Hierfür werden zentrale technologische Komponenten weiterentwickelt, darunter biegeresistente optische Fasern, präzise holografische Lichtsteuerung sowie fortgeschrittene Gehirn-Faser-Schnittstellen. Die Kombination dieser Elemente erlaubt eine stabile, hochauflösende Bildgebung auch unter dynamischen Bedingungen, etwa während Verhalten, sensorischer Verarbeitung oder kognitiver Prozesse.

Neben der technologischen Entwicklung verfolgt NEUROGATE das Ziel der Kommerzialisierung des holografischen Endoskops. Durch die Überführung der Technologie in ein marktfähiges Produkt sollen neue Möglichkeiten für die biomedizinische Forschung eröffnet werden. Langfristig leistet das Projekt damit einen Beitrag zum besseren Verständnis neuronaler Prozesse in gesunden und erkrankten Gehirnen und schafft die Grundlage für zukünftige Anwendungen in Forschung und Medizin.