Magdeburg. Eine neue Studie der UniversitĂ€tsmedizin Magdeburg zeigt, dass eine frĂŒhe durch GehirnaktivitĂ€t gesteuerte Therapie die Beweglichkeit des Arms nach einem Schlaganfall deutlich verbessern kann.
Einseitige LĂ€hmungen nach einem Schlaganfall beeintrĂ€chtigen oft erheblich die LebensqualitĂ€t der Patientinnen und Patienten. Besonders belastend im Alltag ist dabei die eingeschrĂ€nkte Beweglichkeit des betroffenen Arms. Ein frĂŒhzeitiger Einsatz einer speziellen Kombinationstherapie aus Gehirnsignalerkennung und elektrischer Muskelstimulation kann die Erholung der Armbeweglichkeit nach einem Schlaganfall deutlich verbessern. Zu diesem Ergebnis kommt das Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Dr. Catherine Sweeney-Reed, Leiterin der Arbeitsgruppe Neurokybernetik und Rehabilitation an der UniversitĂ€tsklinik fĂŒr Neurologie der Otto-von-Guericke-UniversitĂ€t Magdeburg. Die Ergebnisse der Studie wurden jetzt in der Fachzeitschrift Scientific Reports veröffentlicht und eröffnen neue Wege in der Schlaganfallrehabilitation.
Bei mehr als 75 Prozent der Schlaganfallpatientinnen und -patienten kommt es zu erheblichen EinschrÀnkungen der Armbeweglichkeit. Die Studie untersuchte eine innovative Behandlung, die zwei moderne Techniken kombiniert: die Gehirn-Computer-Schnittstelle (englisch brain-computer-interface, kurz BCI) und die Funktionelle Elektrostimulation (FES).
- BCI: Diese Technologie erfasst Gehirnsignale und ĂŒbersetzt sie in Befehle, die von einem GerĂ€t ausgefĂŒhrt werden. So kann das Gehirn direkt mit einem Computer oder einer Maschine kommunizieren.
- FES: Bei dieser Methode werden elektrische Impulse genutzt, um Muskeln zu stimulieren und Bewegungen auszulösen.
In der Studie ĂŒberwachte das BCI-System die HirnaktivitĂ€t und steuerte gezielt die FES-Vorrichtung, die elektrische Impulse an die Muskeln der Teilnehmenden sendete, um Bewegungen zu unterstĂŒtzen und die Erholung zu fördern. Die Teilnehmenden wurden in zwei Gruppen aufgeteilt: eine erhielt die BCI-FES-Therapie, bei der die Stimulation zeitgleich mit dem in den Gehirnsignalen detektierten Bewegungsversuch erfolgte, wĂ€hrend die Kontrollgruppe eine Stimulation zu zufĂ€lligen Zeitpunkten erhielt. Die Studie umfasste Personen sowohl in der akuten (weniger als 1 Monat) als auch in der subakuten Phase (1-6 Monate) nach einem Schlaganfall.
âUnsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein frĂŒher Start mit BCI-FES die motorische Erholung nach einem Schlaganfall signifikant verbessern kann. Dabei ist entscheidend, ob der Zeitpunkt der Erkennung eines Bewegungsversuchs im Gehirn mit dem Beginn der Muskelstimulation synchronisiert wird. Wenn beides nahezu gleichzeitig erfolgt, wird die Wiederherstellung der Verbindung zwischen Hirnsignalen und Bewegungen unterstĂŒtzt“, erklĂ€rt Sweeney-Reed. DarĂŒber hinaus lieferten auch elektrophysiologische Messungen Hinweise darauf, dass die BCI-FES-Therapie die funktionale Verbindung zwischen HirnaktivitĂ€t und Muskelbewegung wiederherstellt. âDies ist ein wichtiger Schritt in Richtung einer gezielten und effektiven Rehabilitationstherapie“, betont Sweeney-Reed. âEin frĂŒhzeitiger Beginn dieser Therapie ist oft herausfordernd, da Patientinnen und Patienten nach einem Schlaganfall noch viele andere Behandlungen durchlaufen. Dennoch bietet die BCI-FES-Therapie groĂe Chancen, besonders fĂŒr Betroffene mit starker LĂ€hmung der Armmuskulatur“, ergĂ€nzt die Neurowissenschaftlerin.
Die Ergebnisse dieser Studie legen den Grundstein fĂŒr weiterfĂŒhrende Forschungen und die Entwicklung neuer TherapieansĂ€tze, die die LebensqualitĂ€t von Betroffenen nachhaltig verbessern können.
Projektpartner
Das Forschungsprojekt wurde in enger Zusammenarbeit mit renommierten nationalen und internationalen Partnern durchgefĂŒhrt, darunter die UniversitĂ€ten Dallas und Berkeley in den USA sowie die UniversitĂ€ten Essex und Reading im Vereinigten Königreich. Die Therapie wurde im Neurorehabilitationszentrum MEDIAN in Magdeburg durchgefĂŒhrt.
Originalpublikation:
Hebbian plasticity induced by temporally coincident BCI enhances post-stroke motor recovery; in: Scientific Reports; August 2024; DOI: 10.1038/s41598-024-69037-8
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Studienleitung: Prof. Dr. Catherine M. Sweeney-Reed, Leiterin der Arbeitsgruppe Neurokybernetik und Rehabilitation an der UniversitĂ€tsklinik fĂŒr Neurologie, Otto-von-Guericke-UniversitĂ€t Magdeburg, Telefon: +49 391 67 28224, Mail: catherine.sweeney-reed@med.ovgu.de
Foto: In einer Studie der UniversitÀtsmedizin Magdeburg untersuchten Forschende eine Therapie, die eine Gehirn-Computer-Schnittstelle (BCI) mit Funktioneller Elektrostimulation (FES) kombiniert. Im Bild steuert das BCI-System die FES, die gezielte elektrische Impulse an die Muskeln eines Teilnehmers sendet, um Bewegungen mit der eigenen GehirnaktivitÀt zu synchronisieren und dadurch die Erholung der Armmuskulatur nach einem Schlaganfall zu fördern. (c) Fotograf: Robin Ritter/LIN