Neuroprothese aktiviert neue Verbindungen im Gehirn nach Schlaganfall

In der modernen Neuroprothetik wird erforscht, wie Menschen mit Lähmungen verloren gegangene Funktionen durch technologische Hilfsmittel wiedererlangen können. Eine Studie des Tübinger Instituts für Neuromodulation und Neurotechnologie konnte nun zeigen, wo und wie andere Hirnareale mit den gelähmten Muskeln in Verbindung treten, um verlorengegangene Bewegungen wieder zu ermöglichen. 

Knapp 40 Prozent der von einem Schlaganfall betroffenen Menschen weisen eine chronische Bewegungseinschränkung auf und sind oft auf Unterstützung im Alltag angewiesen. Eine besondere Alltagseinschränkung tritt auf, wenn eine Hand gelähmt ist.

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 Probandinnen und 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.¹

Bereits in einer kurz zuvor publizierten Studie konnten die Forschenden sowie Kliniker aus Tübingen nachweisen, dass nach einem schweren Schlaganfall ausgedehnte Regionen in beiden Hirnhälften in Verbindung mit der gelähmten Hand stehen – diese Hirnareale sind umso größer, je schwerer die Patientinnen und Patienten betroffen sind.² 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.¹ 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 Gharabaghi. Hierzu haben das Universitätsklinikum und die Universität Tübingen im Jahr 2020 das Institut für Neuromodulation und Neurotechnologie eingerichtet, um Experten aus Medizin,  Neurowissenschaften, Medizintechnik und 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 Gharabaghi.

Studienteilnahme
Patientinnen und Patienten mit einer dauerhaften Handlähmung nach einem Schlaganfall können sich für Nachfolgestudien unter der E-Mail-Adresse [email protected] oder der Telefonnummer 07071 29 85138 anmelden.