Ärzte Zeitung, 14.09.2007

Neuroprothesen rücken langsam, aber unaufhaltsam näher

In USA erhielt ein Patient eine PC-Schnittstelle ins Gehirn implantiert / Patienten mit Tetraplegie und nach Apoplexie werden Nutznießer sein

BERLIN (mut). Mit Geräten, die Hirnsignale erfassen und interpretieren, könnten Tetraplegiker eines Tages in der Lage sein, sich selbstständig zu bewegen. Noch steckt die Entwicklung in den Kinderschuhen. Aber mit der Kraft der Gedanken lassen sich bereits E-Mails öffnen und einfache Geräte bedienen. Auch Schlaganfall-Patienten könnten von Hirn-Computer-Schnittstellen profitieren.

Wo ein Wille ist, ist auch ein Weg - man muss den Willen nur aus den Hirnströmen ablesen, richtig interpretieren und entsprechend umsetzen. Nach diesem Prinzip ließe sich Menschen mit Lähmungen helfen, die Teile ihres Körpers nicht mehr bewegen können. Allein mit ihren Gedanken könnten sie gezielt Bewegungshilfen steuern. Noch ist der Weg zu solchen Neuroprothesen jedoch sehr schwierig: Nur einfache Aufgaben lassen sich derzeit mit abgeleiteten Hirnsignalen bewältigen, und die Forscher sind sich noch uneinig, welche Methode den meisten Erfolg verspricht. Einige der Methoden wurden jetzt auf dem Neurologen-Kongress in Berlin vorgestellt.

So lässt sich schon mit einer simplen EEG-Ableitung eine Hirn-Computer-Schnittstelle (englisch: Brain Computer Interface, BCI) herstellen. Und zwar, indem ein Computer die Hirnaktivität auswertet und sie den Patienten in einem einfachen Modell darstellt. So kann die Aktivität in einem bestimmten Hirnbereich auf einem Monitor etwa als Position eines Balkens erscheinen. Die Patienten können dann versuchen, die Hirnaktivität zu verändern, sodass sich der Balken bewegt. Dazu müssen sie jedoch in der Regel einige Zeit trainieren. Letztlich können sie dann aber über eine geeignete Software mit ihren Hirnströmen Ja/Nein Entscheidungen treffen und - wenn auch nur sehr mühsam - Briefe schreiben.

Per EEG lassen sich jedoch nur Signale von der Oberfläche ableiten, auch sind die Übertragungsraten bislang zu gering, um komplexere Prozesse zu steuern. Forscher experimentieren inzwischen mit Magnetenzephalografie (MEG) und funktioneller Magnettomografie (fMRI), hat Dr. Friedhelm Hummel vom Uniklinikum Hamburg-Eppendorf berichtet. Damit lassen sich dreidimensionale Aktivitätsmuster erzeugen, die im Falle der fMRI auch noch genau räumlich lokalisiert sind. Mithilfe einer fMRI-basierten Gehirn-Computer-Schnittstelle gelang es Schlaganfall-Patienten in ersten Untersuchungen, die Aktivität ganz gezielt in bestimmten Hirnarealen zu verändern, so Hummel. Damit lassen sich bei ihnen möglicherweise Hirnareale aktivieren, die eine bessere Rehabilitation ermöglichen.

Ein Schritt hin zu Neuroprothese ist der Arbeitsgruppe um Professor Niels Bierbaumer von der Uni Tübingen gelungen. Sie konnten Patienten per MEG so trainieren, dass sie mithilfe ihrer Hirnsignale Finger einer künstlichen Hand öffnen und schließen konnten.

Die Verfahren haben jedoch alle einen Nachteil: Die Ableitung von Hirnsignalen von außen mit EEG, MEG und erst recht mit fMRI ist sehr aufwändig und für die Steuerung von Alltagsaktivitäten kaum praktikabel. Besser wäre, man leitet ohne großen Geräteaufwand direkt aus dem Gehirn ab. Ein solches invasives Verfahren wurde vor kurzem in den USA getestet, sagte Hummel. Ein junger Patient - durch eine Messerverletzung ab C3 gelähmt - erhielt eine Elektrode in den Bereich des motorischen Kortex verpflanzt. Damit kann er inzwischen einen Computer-Cursor steuern, E-Mails lesen und seine Zeit mit einfachen PC-Spielen vertreiben.

Weitere Infos zum Neurologie-Kongress im Internet: www.dgn2007.de

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