?Ich freue mich sehr über diese Auszeichnung“, sagt Popp. ?Sie spiegelt die Arbeit vieler Beteiligter wider: Unsere Forschung lebt von starken Partnerschaften, insbesondere mit dem Universit?tsklinikum Jena, aber auch mit zahlreichen internationalen Kooperationspartnern.“ Diese internationale Anerkennung unterstreiche damit auch die starke Position Jenas als Standort der biophotonischen Forschung und Innovation.

Wie sehr Popps Arbeiten über einzelne Technologien hinausweisen, zeigte sich auch in seinen weiteren Aktivit?ten auf der Photonics West. In einer Paneldiskussion zum Thema ?Digitale Zwillinge“ in der Biophotonik diskutierte er mit internationalen Fachkolleginnen und -kollegen, wie datengetriebene Modelle biologischer Systeme Diagnostik und Therapie künftig unterstützen k?nnen und warum ihre Aussagekraft entscheidend von der Qualit?t der zugrunde liegenden Messdaten abh?ngt.

Im medizinischen Kontext bezeichnen digitale Zwillinge individuelle, fortlaufend aktualisierte Modelle des menschlichen K?rpers oder einzelner Organe. Ziel ist es, nicht nur Momentaufnahmen zu erfassen, sondern Ver?nderungen über die Zeit hinweg zu verstehen: Was ist für eine Person biologisch normal und ab wann deuten Abweichungen auf beginnende Krankheitsprozesse hin?

Popp stellte in diesem Zusammenhang das Konzept eines Personalized Optical Digital Twin vor, das innerhalb der Health-Working Group der europ?ischen Technologieplattform Photonics21 entwickelt wurde.?

?Die zentrale Frage ist, wie wir pathologische Ver?nderungen – also frühe, oft noch unbemerkte Abweichungen vom individuellen Normalzustand des K?rpers – früher erkennen k?nnen, also zu einem Zeitpunkt, an dem noch keine Symptome auftreten“, sagt Popp. ?Dafür brauchen wir Messverfahren, die regelm??ig, schonend und verl?sslich Informationen aus dem K?rper liefern.“

Eine Schlüsselrolle spielen dabei K?rperflüssigkeiten wie Blut, Speichel oder Urin. Sie gelten als Fenster in den K?rper, weil sich aus ihnen molekulare Muster gewinnen lassen, die auf Entzündungen, Stoffwechselver?nderungen oder andere physiologische Prozesse hinweisen. Photonische Verfahren wie Raman- oder Infrarotspektroskopie k?nnen solche chemischen ?Fingerabdrücke“ ohne F?rbung oder Marker erfassen.

Entscheidend ist der Verlauf: Erst durch wiederholte Messungen entsteht ein aussagekr?ftiges Bild. Sie erm?glichen es, eine pers?nliche gesundheitliche ?Basislinie“ aufzubauen. Digitale Modelle k?nnen erkennen, wenn sich Muster schleichend ver?ndern, lange bevor Erkrankungen klinisch auff?llig werden.

Im Rahmen des von Photonics21 verfolgten Ansatzes arbeiten optische Verfahren nicht isoliert, sondern werden mit weiteren Daten kombiniert, etwa mit physiologischen Informationen aus Wearables wie Smartwatches. Der digitale Zwilling entsteht dabei aus der Verknüpfung unterschiedlicher Datenstr?me, ausgewertet mithilfe KI-gestützter Modelle.

Dass Photonik dabei eine besondere Rolle spielt, betonte Popp auch in San Francisco: Nur lichtbasierte Verfahren erlaubten es, molekulare Prozesse mit hoher zeitlicher und r?umlicher Aufl?sung im K?rper zu beobachten. Genau an dieser Schnittstelle von Photonik, Lebenswissenschaften und Datenanalyse setzt die Forschung am Leibniz-IPHT an.

Die Diskussion machte zugleich deutlich, dass digitale Zwillinge in der Medizin kein Selbstl?ufer sind. Forschende wie Aydogan Ozcan (UCLA), Brian Pogue (Dartmouth Engineering) und Melissa Skala (Morgridge Institute for Research) diskutierten Anwendungen von virtueller F?rbung bis hin zu patientenspezifischen Modellen für Therapieentscheidungen. Brian Pogue verwies auf den Nutzen digitaler Zwillinge für komplexe radiologische Behandlungsplanung, warnte jedoch zugleich, dass fehlerhafte Eingangsdaten zu irreführenden Modellen führen k?nnen. Ein Punkt, in dem sich die Runde einig war: Digitale Zwillinge sind nur so gut wie die Messungen, die sie speisen.

Die Debatte um digitale Zwillinge ist nur ein Beispiel für die Themen, mit denen das Leibniz-IPHT in San Francisco vertreten ist. Zahlreiche Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungsinstituts pr?sentieren ihre Arbeiten auf der Photonics West – von biophotonischer Infektionsdiagnostik über bildgebende Verfahren bis hin zu Laser- und Quantentechnologien. So ist unter anderem Prof. Tomá? Ci?már mit Arbeiten zur faseroptischen Hirnbildgebung pr?sent; zudem stellte sich das Jenaer Start-up DeepEn, ein Spin-off aus seinem Forschungsteam, als Finalist der SPIE Startup Challenge vor.