Hirn-Computer-Schnittstelle taktet die Nervenstimulation bei gelähmten Patienten


  • Michael Simm
  • Studien – kurz & knapp
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Kernbotschaften

Bei Patienten, deren Arme nach einem Schlaganfall gelähmt waren, wurden die Nerven in Abhängigkeit von der Hirnaktivität durch ein Brain-Computer-Interface stimuliert. Dabei zeigten sich im Vergleich zur zufälligen Stimulation nach 10 einstündigen Sitzungen klinisch relevante Verbesserungen auf der Fugl-Meyer-Skala.

Hintergrund

Mit Hirn-Computer-Schnittstellen (Brain-Computer-Interface, BCI) können motorische Signale wie beispielsweise die Intention einer Greifbewegung erkannt werden, und es lassen sich darauf Befehle generieren, die Prothesen und andere Geräte steuern. Eine andere Technik ist die funktionelle Elektrostimulation (FES), mit der Signale zum Beispiel an Muskeln gesendet werden, um eine Kontraktion auszulösen. Beide Ansätze haben in der Rehabilitation von Schlaganfall-Patienten zwar bereits erste Erfolge erzielt, hier wurden sie vermutlich erstmals miteinander kombiniert und bei einer größeren Zahl von Patienten in einer Placebo-kontrollierten Studie getestet.

Design

Teilgenommen haben 27 Patienten zwischen 36 und 76 Jahren, die alle ähnliche Läsionen nach einem Schlaganfall hatten. Die Läsionen führten zu einer mäßigen bis schweren Lähmung eines Armes. Die Teilnehmer wurden randomisiert, so dass bei der einen Hälfte die FES „im Takt“ mit der per BCI erkannten Hirnaktivierung gegeben wurde, bei der Kontrollgruppe dagegen erfolgten die Signale zufällig und unabhängig von der Hirnaktivierung. Beide Gruppen erhielten jeweils 10 therapeutische Sitzungen von einer Stunde Dauer.

Hauptergebnisse

  • Die Werte nach der Fugl-Meyer-Skala verbesserten sich unter der dualen Therapie von durchschnittlich 21,6 auf 28,3 und blieben auch 6 – 12 Monate später beim Follow-Up auf diesem Niveau (28,5). Für die Placebo-Gruppe gab es dagegen unter der Therapie keine signifikante Verbesserung (19,9 davor, 22,0 danach und 22,7 beim Follow-Up). Als klinisch relevant werden hier Verbesserungen von mehr als 5 Punkten angesehen; bei der BCI-FES-Gruppe waren es im Durchschnitt 6,6 Punkte.
  • Ebenfalls signifikante Vorteile für die duale Therapie gab es beim MRC-Wert, der die Stärke des Fingerstreckermuskels misst (p = 0,03). Die Werte vor und nach dem Test betrugen 1,4 und 2,6, beim Follow-Up 2,7, und für die Kontrollgruppe 1,3, 1,6 und 1,8.
  • Per EEG nachgewiesen wurde auch eine Zunahme der neuronalen Konnektiviät in der jeweiligen betroffenen Hemisphäre. Sie war unter dualer Therapie sowohl bezüglich der Differenz vor- und nach der Therapie signifikant größer als unter Placebo.

Klinische Bedeutung

In dieser experimentellen Studie wurden zwei innovative Techniken zusammengeführt und ein mehr als additiver Nutzen von BCI plus FES dargestellt. „Der Schlüssel zum Erfolg liegt darin, die Nerven des gelähmten Armes genau dann zu stimulieren, wenn der vom Schlaganfall betroffene Teil des Gehirns aktiviert wird, um den Arm zu bewegen – selbst wenn der Patient die Bewegung nicht ausführen kann", sagte Seniorautor Prof. José del R. Millán von der Eidgenössisch-technischen Hochschule in Lausanne in einer Pressemitteilung. "Dies hilft, die Verbindung zwischen den beiden getrennten Nervenbahnen wiederherzustellen." Die deutliche und langanhaltende Wirkung der BCI-FES-Therapie bei einer vergleichsweise kurzen Intervention seien vielversprechend und weckten die Hoffnung auf eine wertvolle Ergänzung bestehender Reha-Techniken.

Finanzierung: Keine Angaben.