Nichtinvasive Hirnstimulation: Besserung motorischer Störungen nach Schlaganfall
Lähmungen und Koordinationsstörungen gehören zu den häufigsten Folgeerscheinungen eines Schlaganfalls. Wissenschaftler haben nun herausgefunden, dass eine Stimulation des Gehirns mit Gleichstrom, der über auf dem Kopf angebrachten Elektroden angelegt wird, deutliche Effekte auf beeinträchtigte Bewegungen hat.
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Armlähmungen treten häufig infolge einer Hirnschädigung auf, wie zum Beispiel nach einem Schlaganfall. Die Betroffenen können ihren Arm oftmals im Alltag gar nicht oder nur sehr eingeschränkt einsetzen. Die Basis dieser Symptome sind ausgeprägte Veränderungen der Physiologie und Struktur des Gehirns. Diese Veränderungen resultieren aus der direkten Schädigung durch den Schlaganfall, erstrecken sich aber auch auf andere Hirnregionen. «Grundlage der Veränderungen sind sowohl reparative Hirnprozesse als auch Verhaltensmuster der alltäglichen Aktivitäten nach dem Schlaganfall. Mithilfe der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS) kann man diese Veränderungen im Gehirn beeinflussen. Die Ströme dringen in das Hirngewebe ein, wo sie eine lokal erregende oder hemmende Wirkung ausüben“, erklärt Bernhard Sehm, Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig (MPI CBS). Welche Ergebnisse die Methode bei der Rehabilitation von Schlaganfallpatienten erzielen kann, haben er und Toni Muffel (Charité Berlin) in einer klinischen Studie untersucht.
tDCS und Robotersystem mit Exoskelett
«An unserer Studie haben 24 Patienten teilgenommen, die in ihrer Mobilität durch den Schlaganfall sehr eingeschränkt waren. In unserem Labor haben wir ein speziell auf die Patienten anpassbares Robotersystem, eine Art Exoskelett, mit dem es ihnen möglich ist, den gelähmten Arm zu bewegen und Aufgaben in einer virtuellen Umgebung auszuführen», erklärt Toni Muffel, Erstautor der Studie. Während die Patienten mit den virtuellen Objekten interagiert haben, wurde über Elektroden auf der Kopfhaut ihr Gehirn stimuliert. «Parallel haben wir die Effekte gemessen – also wie gut oder schlecht die Hirnstimulation den Teilnehmer bei der Aufgabenbewältigung geholfen hat.»
Mithilfe eines Robotersystems war es den Patienten möglich, den gelähmten Arm zu bewegen und Aufgaben zu lösen. © MPI CBS
tDCS beeinflusst betroffene Hirnbereiche
Das Ergebnis: Die Hirnstimulation hat einen deutlichen Effekt auf die betroffenen Hirnbereiche, die sich nach dem Schlaganfall verändert haben. «Unsere Messmethode mit dem Robotersystem erlaubt es, unterschiedliche motorische Funktionen gleichzeitig zu messen und so ein umfassendes Bild der Stimulationseffekte zu gewinnen. Die Daten zeigen, dass sensomotorische Funktionen des gelähmten Arms deutlich durch tDCS beeinflusst werden», erläutert Bernhard Sehm.
Während die Patienten mit den virtuellen Objekten interagierten, wurde über Elektroden auf der Kopfhaut ihr Gehirn stimuliert. © MPI CBS
Genaue Untersuchung vor Behandlkungsbeginn erforderlich
«Wir konnten jedoch kein einheitlich vorteilhaftes Muster identifizieren. Stattdessen variierten die Veränderungen in den Hirnbereichen in Abhängigkeit von der Aufgabe und der Elektrodenanordnung. Das bedeutet, dass Patienten vor einer Behandlung mit Hirnstimulation genau untersucht werden müssen, um eine zielgerichtete und individualisierte Anwendung zu ermöglichen. Dann hat diese einfache, aber vielversprechende Methode eine Zukunft für eine bessere Patientenversorgung», schlussfolgert der Wissenschaftler.PS
