Home Medizin Vielversprechendes neues Wearable könnte das Gehirn nach einem Schlaganfall neu trainieren

Vielversprechendes neues Wearable könnte das Gehirn nach einem Schlaganfall neu trainieren

von NFI Redaktion

Ein innovativer und einfach zu bedienender Fortschritt in der Behandlung von chronischen Schlaganfällen könnte ein vibrierender Handschuh sein.

Forschende der Stanford University und des Georgia Tech haben ein tragbares Gerät entwickelt, das um das Handgelenk und die Hand gelegt wird und subtile Vibrationen abgibt (ähnlich einem vibrierenden Mobiltelefon), die Spastiken genauso gut oder sogar besser lindern können als Standard-Botox-Injektionen.

„Die vibro-taktile Stimulation kann bequem zu Hause angewendet werden, und wir hoffen, dass sie relativ kostengünstig sein kann“, erklärte die leitende Autorin der Studie, Allison Okamura, Ph.D., Maschinenbauingenieurin an der Stanford University in Stanford, Kalifornien.

Derzeit ist das Gerät nur für Patienten in klinischen Studien verfügbar. Die Forschenden hoffen jedoch, dass der Handschuh innerhalb weniger Jahre für mehr Patienten verfügbar sein wird. Ein aktueller Zuschuss aus dem Convergence Accelerator-Programm der National Science Foundation könnte den Weg für ein kommerzielles Produkt ebnen. Das Team plant auch, den Zugang durch umfangreichere klinische Studien an verschiedenen Standorten zu erweitern.

Die Entwicklung basiert auf Forschungen, die Vibrations- und andere Stimulationstherapien zur Behandlung neurologischer Erkrankungen untersuchen. Andere vibrierende Handschuhe haben dazu beigetragen, unwillkürliche Bewegungen bei Parkinson-Patienten zu reduzieren. Das University of Kansas Medical Center in Kansas City, Kansas, wird bald den von der Food and Drug Administration zugelassenen Vagusnervstimulator testen, ein implantierbares Gerät zur Behandlung motorischer Funktionen bei Schlaganfallüberlebenden. Okamura betonte, dass die Geräte je nach Krankheitszustand unterschiedliche Vibrationsmuster und -intensitäten verwenden.

Foto eines vibrierenden Handschuhs
Das Gerät bietet vibro-taktile Stimulation – subtile Vibrationen, ähnlich einem vibrierenden Mobiltelefon – für Finger, Hand und Handgelenk.

Spastiken entwickeln sich oft erst Monate nach einem Schlaganfall oder verschlechtern sich. Bis dahin könnte möglicherweise der Versicherungsschutz für eine Rehabilitation erschöpft sein. Die Wirksamkeit von Botox-Injektionen kann „mit der Zeit nachlassen“, erklärte Okamura.

In einer klinischen Studie trugen Patienten das Gerät 8 Wochen lang 3 Stunden am Tag, während sie ihren normalen Aktivitäten nachgingen. Die Forschenden testeten die Spastiken weitere zwei Wochen. Bei einigen Patienten hielt die Linderung der Symptome an oder verbesserte sich sogar, nachdem sie das Gerät nicht mehr verwendeten. Über die Hälfte der Teilnehmenden erzielte gleiche oder bessere Ergebnisse als eine andere Gruppe, die nur regelmäßige Botox-Injektionen erhielt.

Wie vibro-taktile Stimulation das Gehirn beeinflussen kann

Das Gerät wurde am Georgia Tech entwickelt, wo Okamuras Postdoktorandin Caitlyn Seim, Ph.D., vibro-taktile Stimulation (VTS) einsetzte, um Menschen mittels Touch-Feedback-Training Fertigkeiten wie das Klavierspielen beizubringen. Das Team entschied sich dann, die Spastiken anzugehen, wofür VTS in früheren Studien mit klinischen (nicht tragbaren) Geräten unterstützt wurde.

Das Gerät funktioniert, indem es die Neuroplastizität nutzt, die Fähigkeit von Neuronen, im Gehirn neue Synapsen zu bilden oder bestehende zu stärken.

„Die Stimulation sendet zusätzliche sensorische Signale an das Gehirn, die dem Gehirn helfen, verlorene Schaltkreise zu interpretieren und wieder zu verbinden“, erklärte Okamura.

Spastiken entstehen durch „ein Ungleichgewicht im erregenden Antrieb der Muskeln“, fuhr sie fort. Dies kann zu einer Verschlimmerung der Kontraktionen führen, bis sich eine Hand zur Faust ballt oder ein Fuß sich einrollt. (Das Team hat ebenfalls vorläufige Untersuchungen zu einem ähnlichen Thema durchgeführt.) Frühere Studien von Okamura und anderen deuten darauf hin, dass Vibrationsstimulation diese Kontraktionen sowohl kurz- als auch langfristig verhindern kann.

„Wir sehen sofort eine gewisse Lockerung der Muskeln“, sagte Okamura. „In unserer langfristigen Studie, in der wir mit Botox verglichen haben, glaube ich auch, dass die Vibration das Gehirn möglicherweise dazu bringt, hemmende Signale zu senden. Und das kann das Gleichgewicht wiederherstellen, das aufgrund der beschädigten Nervenschaltkreise eines Schlaganfalls verloren gegangen ist.“

In einer separaten Studie, in der die Auswirkungen von Muskel- und Hautstimulation verglichen wurden, stellten die Forschenden die Hypothese auf, dass die Vibration einen biomechanischen Effekt auf den Muskel haben könnte. Stattdessen fanden sie heraus, dass die Stimulation der Haut eine größere Wirkung hatte – ein „etwas überraschendes“ Ergebnis, so Okamura. Das führte sie zum Gehirn.

„Bei der Hautstimulation geht es tatsächlich darum, sensorische Signale zu erzeugen, die an das Gehirn gesendet werden“, erklärte Okamura, „deshalb glauben wir, dass es sich tatsächlich um einen gehirnumschulenden Effekt und nicht um einen direkten biomechanischen Effekt handelt.“

Was als Nächstes kommt

Die Forschenden suchen nach Mitteln für langfristige klinische Studien, um herauszufinden, ob die Wirkung länger als zwei Wochen anhält. Sie möchten auch untersuchen, wie lange und wie oft Patienten den Handschuh tragen sollten, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Darüber hinaus wollen die Forschenden untersuchen, wie Bewegung die Wirkung des Geräts verstärken könnte.

„Eine Behandlungsmöglichkeit für Spastiken – neben Medikamenten und diesem Vibrationsgerät – besteht in mehr Bewegung und größerer Bewegungsfreiheit“, erklärte Dr. Oluwole Awosika, außerordentlicher Professor am University of Cincinnati College of Medicine in Cincinnati, Ohio, der nicht an der Studie beteiligt war. „Es wäre interessant gewesen, eine Kontrollgruppe zu haben, die keine dieser Stimulationen erhielt oder nur dazu ermutigt wurde, täglich drei Stunden lang zu trainieren. Was wäre der Unterschied?“

Awosika stellte sich auch die Frage, wie einfach es für Schlaganfallpatienten ohne häusliche Hilfe wäre, das Gerät zu verwenden. „Manchmal erfordert das Tragen dieser Geräte, dass jemand dabei hilft“, bemerkte er.

Wenn alles gut läuft, müssten sich die Patienten natürlich nicht dauerhaft damit beschäftigen. „Der Traum wäre, dass eine echte Rehabilitation erreicht wird, bei der das Gerät nicht mehr benötigt wird“, sagte Okamura.

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