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In Reha-Kliniken eine mögliche neue Rolle für Gehirn-Computer-Schnittstellen
Laut einer Studie, die auf eine mögliche neue Art der Rehabilitationstherapie hinweist, erlangten acht Querschnittsgelähmte, die ihre Gedanken benutzten, um ein Roboter-Exoskelett zu bedienen, teilweise das Gefühl und die Kontrolle über ihre Beine zurück.
Die heute veröffentlichte Studie in Wissenschaftliche Berichte , ist eine Fortsetzung eines vielbeachteten Spektakels während der Weltmeisterschaft 2014 in Brasilien, bei dem ein gelähmter Patient im Fernsehen gezeigt wurde, wie er mit einem gehirngesteuerten Roboter-Exoskelett einen Fußball kickte.
Das so genannte Walk Again Project wird von Miguel Nicolelis geleitet, einem in Brasilien geborenen Neurowissenschaftler und langjährigen Professor an der Duke University, dessen provokative Arbeit mit Gehirn-Computer-Schnittstellen Fanfare und Skepsis entfacht hat.
Ein Patient bewegt sich mit Hilfe des gehirngesteuerten robotischen Exoskeletts.
Die acht Patienten, die alle eine vollständige Rückenmarksverletzung hatten, was bedeutet, dass sie gelähmt waren und unterhalb der Läsion kein Gefühl hatten, trainierten ein Jahr lang zweimal pro Woche mit einer Gehirn-Computer-Schnittstelle, um entweder einen Avatar zu steuern, der durch eine Virtual-Reality-Brille gesehen wurde, oder a Robotergeschirr.
Es gibt immer mehr Beweise dafür, dass ein solches Biofeedback – wie das Beobachten eines Avatars, den Sie steuern – Menschen helfen kann, sich von Verletzungen, einschließlich Schlaganfällen, zu erholen. Der Ansatz, den sie anstreben, ist die Verstärkung der neurologischen Signale, um die Plastizität, die Heilung des Gehirns, zu induzieren, sagt Bolu Ajiboye, ein Forscher für Gehirn-Computer-Schnittstellen von der Case Western University.
Während der Studie trugen die Patienten Mützen, die ihre Gehirnströme oder EEG-Signale aufzeichneten, mit denen sie die Bewegungen einer menschlichen Figur steuerten, die auf einem Oculus Rift-Headset angezeigt wurde. Die Patienten absolvierten dann die Bedienung eines Roboter-Exoskeletts, das ihre Beine bewegte und ihnen beim Aufstehen oder Gehen auf einem Laufband half.
Nicolelis sagt, dass die Patienten nach dem Training ihre Beine zum ersten Mal seit Jahren freiwillig bewegen konnten, wenn auch nur geringfügig. Sie gewannen auch ein gewisses Gefühl in ihren unteren Gliedmaßen zurück. Am Ende der Studie wurde die Hälfte der Patienten von einer klinischen Diagnose einer vollständigen Rückenmarksverletzung zu einer inkompletten Querschnittslähmung hochgestuft. In einem Telefonbriefing mit Journalisten nannte Nicolelis die Ergebnisse die erste Studie, die eine Langzeit-Gehirn-Maschine-Schnittstelle verwendet, die über eine Art teilweise Genesung berichtet.
Ein Patient lernt über Gehirnströme, einen Avatar in der virtuellen Realität zu steuern.
Warum genau solche Techniken helfen können, ist nicht bekannt. Eine Theorie besagt, dass Menschen, die wiederholt versuchen, ihr EEG-Signal absichtlich zu verändern, dazu beitragen können, die Verbindungen zu den verbleibenden Nervenfasern unterhalb des Verletzungsbereichs wiederherzustellen. Möglicherweise haben wir die verbleibenden Nerven neu entfacht, um Botschaften aus dem Gehirn der Patienten an die Peripherie senden zu können, sagt Nicolelis.
Jose Contreras-Vidal, ein Ingenieur an der University of Houston, der auch die Verwendung von Gehirn-Maschine-Schnittstellen zum Antrieb von Exoskeletten erforscht, sagte, es sei aus Nicolelis’ Studie unklar, welche der sechs verschiedenen verwendeten Trainingstechniken die Verbesserung verursacht haben könnte. Das bedeutet, dass die Technik nicht sofort von Reha-Zentren angewendet werden kann, bis sie besser verstanden wird.
Es ist wirklich schwierig, die spezifischen Komponenten mit den Vorteilen in Verbindung zu bringen, sagte Contreras-Vidal. Jetzt müssen wir uns hinsetzen und diese Effekte auseinander nehmen.