Intelligente Neuroprothese für die assistierte Handöffnung.
Intelligente Neuroprothese für die assistierte Handöffnung.

Bildquelle: Verena Müller, Universitätsklinikum Tübingen

News • Reha-Technologie

Nach Schlaganfall: Neuroprothese aktiviert neue Verbindungen im Gehirn

In der modernen Neuroprothetik wird erforscht, wie Menschen mit Lähmungen verloren gegangene Funktionen durch technologische Hilfsmittel wiedererlangen können.

Hierbei versuchen die Patienten die gelähmten Gliedmaßen zu bewegen – oder stellen sich dies auch nur gedanklich vor – und werden beim Ausführen der Bewegung von intelligenten Orthesen unterstützt. Ziel ist, dass die Bewegungen nach mehrwöchigem Training auch ohne diese Hilfsmittel möglich sind. Dazu ist es essenziell herauszufinden, was im Gehirn von Schlaganfallpatienten passiert, wenn sie die Bewegungen mit diesen Neuroprothesen üben. In einer Studie des Instituts für Neuromodulation und Neurotechnologie am Universitätsklinikum Tübingen konnte das Team um Prof. Alireza Gharabaghi nun zeigen, wo und wie andere Hirnareale, die nicht vom Schlaganfall betroffen sind, mit den gelähmten Muskeln in Verbindung treten, um verlorengegangene Bewegungen wieder zu ermöglichen. Die Studienergebnisse wurden aktuell im Fachjournal Journal of Neuroscience veröffentlicht.

Wir stehen noch am Anfang, verstehen nun aber besser, in welche Richtung wir schauen müssen, um das Licht am Ende des Tunnels zu sehen

Alireza Gharabaghi

Eine besondere Alltagseinschränkung tritt auf, wenn eine Hand gelähmt ist: Besteht bei den Patienten beispielsweise eine Lähmung der linken Hand, ist das für die motorische Steuerung zuständige Hirnareal in der rechten Hirnhälfte vom Schlaganfall und seinen Folgen betroffen. Denn: Die Impulse zu Bewegungen der linken Körperhälfte werden normalerweise von einem umschriebenen Areal in der rechten Hirnhälfte gesteuert und umgekehrt. 

Um für die Betroffenen effektivere Therapien zur Neurorehabilitation auszuarbeiten, die die Beweglichkeit der gelähmten Hand verbessern, untersucht das Tübinger Institut für Neuromodulation und Neurotechnologie in einer vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Studie den Einsatz intelligenter Neuroprothesen: Dabei werden Hirnimpulse, die bei der versuchten oder vorgestellten Bewegung entstehen, in kürzester Zeit an technologische Hilfsmittel wie Roboterorthesen übertragen, die ein Öffnen der gelähmten Hand ermöglichen. Auf diese Weise spüren die Probanden trotz ihrer Lähmung, wie sich ihre Finger tatsächlich bewegen, und nehmen dies nicht nur visuell wahr. Durch diese haptischen Eindrücke entsteht eine Feedbackschleife zwischen Gehirn und gelähmtem Muskel. 

Bereits in einer kurz zuvor publizierten Studie konnten die Forschenden sowie Kliniker aus Tübingen nachweisen, dass ausgedehnte Regionen in beiden Hirnhälften nach einem schweren Schlaganfall in Verbindung mit der gelähmten Hand stehen – diese Hirnareale sind umso größer, je schwerer die Patienten betroffen sind. Offenbar versucht das Gehirn nach einem Schlaganfall bereits von sich aus, alle geeigneten neuronalen Ressourcen zu aktivieren, um die Lähmung zu überwinden. 

In ihrer aktuellen Studie konnten Prof. Gharabaghi und sein Team zeigen, dass diese neuroplastische Reorganisation durch das Training mit einer intelligenten Neuroprothese unterstützt werden kann – also wo und wie neue Verknüpfungen zwischen dem Gehirn und dem gelähmten Muskel verstärkt werden. Dabei synchronisieren sich die Gehirnneuronen dieser zusätzlichen Hirnareale mit den Rückenmarksneuronen, die für die Handöffnung zuständig sind. Je stärker diese Synchronisation im Frequenzband um 20 Hz stattfindet, desto bessere klinische Erfolge konnten anschließend beobachtet werden. „Um solche innovativen Therapieansätze zu ermöglichen, ist nicht nur eine enge Verzahnung unterschiedlicher Disziplinen erforderlich, wir müssen auch im direkten Austausch mit den Betroffenen sein, damit etwas entsteht, was Ihnen wirklich hilft“, erläutert Prof. Gharabaghi. Hierzu haben das Universitätsklinikum und die Universität Tübingen im Jahr 2020 das Institut für Neuromodulation und Neurotechnologie eingerichtet, um Experten aus der Medizin, den Neurowissenschaften, der Medizintechnik und den Computerwissenschaften unter einem Dach zusammenzuführen. So können sie gemeinsam und integriert in die Krankenversorgung an intelligenten Technologien für bessere Therapien arbeiten. „Wir stehen noch am Anfang, verstehen nun aber besser, in welche Richtung wir schauen müssen, um das Licht am Ende des Tunnels zu sehen“, resümiert Prof. Gharabaghi. 


Quelle: Universitätsklinikum Tübingen

15.08.2022

Mehr aktuelle Beiträge lesen

Verwandte Artikel

Photo

News • Neuro-Forschung

Wie ordnet sich das Gehirn nach einem Schlaganfall neu?

Ein Forschungsteam am Universitätsklinikum Jena hat einen molekularen Mechanismus entdeckt, der kurz nach einem Schlaganfall eine effektive Umgestaltung neuronaler Netzwerke ermöglicht.

Photo

News • Gegenseitige Hilfe in Netzwerken

Nach Schlaganfall: So holt sich das Gehirn die Sprache zurück

Nach Schlaganfällen leiden viele Betroffene an Sprachstörungen. Im Gehirn sind Funktionen wie Sprache in Netzwerken verortet. Nach einem Schlaganfall sind diese Netzwerke dann gestört. In einer…

Photo

News • Ursachenforschung

Jeder fünfte Schlaganfall bleibt rätselhaft

Bluthochdruck, Vorhofflimmern oder Ablagerungen in den Halsschlagadern: Ein Großteil der jährlich rund 270.000 Schlaganfälle in Deutschland geht auf Erkrankungen der Gefäße oder des…

Verwandte Produkte

Canon – Alphenix 4D CT

Multi-Modality Suites

Canon – Alphenix 4D CT

Canon Medical Systems Europe B.V.
Canon – Alphenix Biplane High Definition Detector

Bi-Plane

Canon – Alphenix Biplane High Definition Detector

Canon Medical Systems Europe B.V.
Canon - HIT Automation Platform

Artificial Intelligence

Canon - HIT Automation Platform

Canon Medical Systems Europe B.V.
Canon – Vitrea Advanced Visualization

Reading

Canon – Vitrea Advanced Visualization

Canon Medical Systems Europe B.V.
CliniSys – Anatomical Pathology Laboratory

Information Technology

CliniSys – Anatomical Pathology Laboratory

CliniSys | MIPS Deutschland GmbH
CliniSys – Clinical Laboratory

LIS / Middleware / POCT

CliniSys – Clinical Laboratory

CliniSys | MIPS Deutschland GmbH
Newsletter abonnieren