Der Helmholtz-Preis wurde 1987 zum ersten Mal für eine Arbeit im Bereich „Physikalische Messtechnik in Medizin, Strahlen- und Umweltschutz“ vergeben. Er ging an Dr. Sergio N. Erné von der PTB Berlin und Prof. Dr. Manfried Hoke von der Universität Münster für ihre Arbeit „Auditorisch evozierte Hirnstamm-Magnetfelder, ausgelöst durch Stimulation mit kurzen Tonimpulsen“. Ihnen war es gelungen, Magnetfelder von nur einigen Femto-Tesla (10–15 Tesla) zu messen, die im Hirnstamm durch akustische Anregung erzeugt worden waren. Dies waren die schwächsten biomagnetischen Signale, die man bis dahin gemessen hatte.
Die elektrischen Aktivitäten der Zellen und Organe des menschlichen Körpers verursachen Magnetfelder, deren Nachweis einen direkten und berührungslosen Einblick in das Körperinnere ermöglicht. Dies ist insbesondere für die Neurologie interessant, die damit ein diagnostisches Hilfsmittel z. B. für die Erforschung der Epilepsie erhält. So bemühten sich Mitte der 1980-er Jahre Forscher in den USA, allerdings vergeblich, durch akustische Stimulation im Hirnstamm hervorgerufene Magnetfelder zu messen. Diese Magnetfelder erwiesen sich als so schwach, dass sie nur, nach Ausschaltung aller magnetischen Störfelder durch aufwendige Abschirmtechniken, mit Hilfe von extrem empfindlichen SQUID-Magnetometern gemessen werden konnten.
An der PTB Berlin hatten Sergio Erné und seine Mitarbeiter eine magnetische Abschirmkammer und ein besonders empfindliches Magnetometer gebaut, die er und Manfried Hoke bei ihren Messungen an Probanden benutzten. Die Probanden waren normal hörende junge Frauen, die in der Kammer saßen. Eine Sequenz von etwa 4 ms langen elektrischen Pulsen mit einer Frequenz von 1 kHz wurde auf einen außerhalb der Kammer befindlichen Kopfhörer gegeben. Die von diesem erzeugten akustischen Signale wurden durch einen Plastikschlauch in die Kammer geleitet und den Probanden so zu Gehör gebracht. Die Komponente des im Gehirn evozierten Magnetfeldes, die senkrecht zum Schädel des jeweiligen Probanden stand, wurde mit einem SQUID-Magnetometer auf der Kopfoberfläche an bestimmten Punkten des Hinterkopfs in der parieto-occipitalen Region aufgenommen.
Gleichzeitig zu den magnetischen Messungen wurden auch konventionelle elektrische Messungen der akustisch hervorgerufenen Hirnstammpotentiale durchgeführt. Nach Filterung und Digitalisierung der aufgenommenen Signale zeigt es sich, dass die magnetischen Signale mit bestimmten Komponenten der akustisch evozierten Hirnstammpotentiale zeitlich perfekt übereinstimmten. Es war damit gelungen, anhand von Magnetfeldern räumlich aufgelöst Vorgänge im Innern des Hirnstamms zu beobachten.
In den folgenden Jahren nahm die Magnetoenzephalographie einen enormen Aufschwung, an dem Manfried Hoke entscheidend beteiligt war. Mit ihr lassen sich u. a. Hirnareale lokalisieren, die epileptische Anfälle auslösen. Sergio Erné hat u. a. die magnetischen Signale des peripheren Nervensystems untersucht. Darüber hinaus hat er die Möglichkeiten der Magnetfeldbildgebung zum Beispiel zur Untersuchung des schlagenden menschlichen Herzens erforscht und entsprechende Geräte entwickelt und bis zur Industriereife für die Kliniknutzung gebracht.
