Gehirntraining: Eine Hoffnung für Schlaganfallpatienten
Von Prof.
Dr.. Nils Birbaumer
In einem Suchrätsel sind waagrecht und senkrecht 36 Wörter versteckt, aus denen sich anschließend 18 zusammengesetzte Wörter bilden lassen.
In einem Suchrätsel sind waagrecht und senkrecht 36 Wörter versteckt, aus denen sich anschließend 18 zusammengesetzte Wörter bilden lassen.
An der Schnittstelle zur Maschine: In Tübingen lernen
Menschen, den Cursor allein mit den Gedanken zu steuern - mit erstaunlichen
Folgen für den Körper. Teil 6 unserer Serie zum Hirntraining.
Der populäre Schauspieler und Fernsehmoderator Peer
Augustinski erlitt vor drei Jahren einen schweren Schlaganfall. Nach einer
Blutung in der Tiefe des rechten Gehirns war seine linke Körperhälfte praktisch
vollständig gelähmt, ohne dass er größere geistige Ausfälle zu verzeichnen
hatte. Auch ein Jahr nach dem katastrophalen Ereignis hatte sich trotz
intensiver medikamentöser Behandlung und physiotherapeutischen Trainings wenig
geändert. Er konnte zwar langsam und, meist auf seine Frau gestützt, kurze
Strecken zurücklegen, die linke Hand aber, welche die Kommandos für die
Bewegungen von der rechten Hirnhälfte erhält, war praktisch unbrauchbar.
Peer Augustinski hörte von einem neuen
Behandlungsversuch am Magnetoenzephalographie-Zentrum der Universität
Tübingen, das gemeinsam mit den amerikanischen National
Institutes of Health und dem National Institute of Neurological Disease and Stroke
in Washington D.C. vorangetrieben wird. Damit sollen Schlaganfallpatienten, die
keinerlei Restbewegungen auch noch ein Jahr nach dem Schlaganfall aufweisen, in
die Lage versetzt werden, durch ein Gehirn-Computer-Interface nur mit der Kraft
ihrer Gedanken und dem Willen zur Bewegung ihre gelähmte Hand wieder bewegen
können.
Sie sollten sich vorstellen, die
Hand zu öffnen
Augustinski und zehn andere Leidensgefährten, die
ebenfalls keinerlei Verbesserung in der Bewegungsfähigkeit ihrer gelähmten Hand
verzeichnen konnten, nahmen an diesem Brain-Computer-Interface-Training in
Tübingen und Washington teil. Alles schon ältere Personen, meist zwischen
sechzig und siebzig Jahren, alle aber noch geistig fit und willens, ihre
Krankheit und deren Folgen aktiv zu bewältigen.
Die Patienten nahmen an zwanzig Trainingssitzungen
teil, in denen die elektromagnetischen oder elektrischen Aktivitäten eines
Gehirnabschnitts in der Nähe der zerstörten Hirnregion von Sensoren außerhalb
des Kopfes aufgezeichnet wurden, während sie in der Vorstellung versuchten,
ihre gelähmte Hand zu bewegen. Die Magnetfelder des Gehirns bei vorgestellten
Bewegungen und real ausgeführten Bewegungen entstehen in denselben
Hirnregionen, im Zentralbereich des Großhirns - und zwar in jeweils der
Hirnhemisphäre, welche der gelähmten Hand gegenüberliegt, also im Falle der
linken Hand in der rechten Hemisphäre. Die Patienten wurden trainiert, sich
Bewegungen wie Hand öffnen und Hand schließen vorzustellen, und gleichzeitig
konnten sie auf einem Bildschirm beobachten, wie sich die Magnetfelder aus
jenen Hirnteilen, welche die Handbewegung steuern, bei diesen Vorstellungen
verändern. Man nennt das „Neurofeedback“ -Rückmeldung über die Hirnaktivität.
Der Computer teilte ihnen in Form eines sich verändernden Pfeils mit, wie gut
sie in der Lage waren, Hirnantworten und Magnetfelder zu produzieren, welche
die richtigen Bewegungen repräsentieren.
In zwanzig Sitzungen von „zufällig“
bis „achtzig Prozent korrekt“
Sobald es ihnen gelungen war, durch pure
Vorstellungskraft und die Kraft ihrer Gedanken die richtigen Magnetfelder zu
produzieren, begann sich unter dem Einfluss ihrer Vorstellungen die Hand
entsprechend der Vorstellung - von den Magnetfeldern gesteuert - zu bewegen.
Dabei war die Hand an eine Plastikprothese fixiert. Die Plastikprothese war
über kleine Kabel mit dem Magnetoenzephalographen oder dem
Elektroenzephalographen, welche die Hirnströme auffangen, verbunden. Bei der
richtigen Vorstellung entstanden die entsprechenden Magnetfelder und bewegten
dann die an der Hand befestigte Prothese in der vorgestellten Art und Weise.
Damit konnten die Schlaganfallpatienten das gelähmte Glied wieder willentlich
bewegen.
Die Tatsache, dass dies bei fast allen Patienten nach
nur zwanzig einstündigen Sitzungen möglich war und im Laufe dieser Zeit die
Leistung von zufällig bis auf siebzig bis achtzig Prozent korrekt anstieg,
zeigt, dass auch ältere Menschen nach zum Teil sehr großen Zerstörungen der
Hirnsubstanz in der Lage sind, komplexe Aufgaben mit Neurofeedback zu lernen.
Die Plastizität des Nervensystems bleibt im Allgemeinen auch im hohen Alter erhalten,
und nur neurodegenerative Erkrankungen wie die Alzheimersche Erkrankung können
diese erstaunliche plastische Lernfähigkeit unseres Gehirns beeinträchtigen.
Epileptiker können ihre Hirnströme
beeinflussen und einen Anfall unterdrücken
Das Prinzip, welches dem Brain-Computer-Interface für
Schlaganfallpatienten zugrunde liegt, ist bereits in den sechziger Jahren des
letzten Jahrhunderts von Lernpsychologen und Neurowissenschaftlern entwickelt
worden und wird meist als Biofeedback- oder Neurofeedback-Therapie bezeichnet.
Das Prinzip beruht auf den bekannten Lernmechanismen des Belohnungslernens, das
bei Brain-Computer-Interfaces nun nicht auf das Verhalten des Menschen
angewandt wird, sondern ausschließlich auf seine Hirnaktivität. Genauso wie wir
lernen, Verhaltensweisen zu wiederholen und Orte aufzusuchen, an denen wir
Positives erlebt haben oder erwarten, genauso können wir lernen, die
Aktivitäten unseres eigenen Gehirns, seien sie nun elektrisch, magnetisch,
chemisch oder metabolisch, unter willentliche Kontrolle zu bringen - wenn diese
Aktivitäten auch systematisch belohnt werden.
Auf diese Weise war es zum Beispiel möglich,
medikamentös nicht behandelbaren Epileptikern beizubringen, bereits vor
Auftreten eines epileptischen Anfalls die Hirnströme, welche die Anfälle
auslösen, so zu beeinflussen und ihre Erregbarkeit so weit zu reduzieren, dass
sie die Anfälle unterdrücken konnten. Damit ein epileptisches Gehirn allerdings
die Selbstkontrolle der Anfälle erlernen kann, vergehen sehr viel mehr als die
zwanzig Stunden Training wie bei Schlaganfallpatienten.
Primatenforschung: Systematische
Belohnung für Erregungssalven der Nervenzellen
Bereits 1969 konnte der Deutschamerikaner Eberhard
Fetz vom Primatenzentrum der University of Washington in Seattle zeigen, dass
Affen lernen können, permanent das Entladungsverhalten einzelner Hirnzellen zu
kontrollieren. Systematische Belohnung für bestimmte Erregungssalven der
Nervenzellen führen zu dieser überraschend speziellen Leistung von
Selbstkontrolle. Sie lief zweifellos ohne bewusste Steuer- und Denkprozesse ab.
30 Jahre später erschien in der Zeitschrift „Nature“
eine Arbeit unserer Gruppe, in der wir erstmals nachweisen konnten, dass
vollkommen gelähmte, zur Kommunikation selbst mit den Augen unfähige, geistig
aber wache Patienten mit Amyotropher Lateralsklerose - ALS - im Zustand des
„Eingeschlossen-Seins“ lernen können, mit einzelnen elektrischen Hirnwellen
anhand des Elektroenzephalogramms Buchstaben in einen Computermenu auszuwählen
und damit Worte zusammenzusetzen. Auch hier ging eine längere Lern- und
Trainingsphase voraus, während deren die Patienten über Biofeedback
willentliche Kontrolle über ihre Hirnwellen erlernten.
Die herrschende Ideologie der
Medizin verbietet das Hirntraining geradezu
Trotz dieser eindrucksvollen experimentellen Belege
für die Wirkung der Belohnungsvorgänge erlangten die
Selbst-Regulationsfertigkeiten des Gehirns von Mensch und höheren Säugern und
der heilenden Kraft dieser Fertigkeit keine breite Anwendung. Und obwohl die
potentiellen Zielgruppen von geradezu epidemisch auftretenden Krankheiten wie
Aufmerksamkeitsstörungen, Epilepsien, Lähmungen aller Art, beginnender
Alzheimerscher Erkrankung betroffen sind, ist die Akzeptanz der Verfahren
bisher vernachlässigbar. Die Kassen weigern sich, Biofeedback und
Neurofeedbacktherapien zu bezahlen, finanzieren aber die pharmakologische
Vergiftung unserer Kinder mit Aufmerksamkeitsproblemen durch stimulierende
Drogen wie Ritalin; sie bezahlen wenig wirksame, teure operative Eingriffe bei
Epilepsien, bei denen Nervenstimulatoren in der Umgebung der Halsschlagader
operativ eingepflanzt werden, und alle Arten von physikalischen und
homöopatischen Verfahren, die über keinerlei Nachweis ihrer Wirksamkeit
verfügen. Die völlig nebenwirkungsfreie Neurofeedbackbehandlung aber wird nicht
ersetzt.
Die herrschende Ideologie der Medizin und des
Gesundheitssystems verbietet geradezu das Prinzip des Hirntrainings: dass eine
körperliche Erkrankung durch Lernen und Training therapierbar ist; zwar wird
das Lippenbekenntnis „mens sana in corpore sano“ (Geist gesund, Körper gesund)
gern benutzt, aber nicht angewandt. Abgesehen davon, dass die Ausbildung zum
Mediziner keinerlei Methodenkenntnisse über Lernen und Training von
Organregulation vermittelt. Psychotherapeuten und Psychologen, Pädagogen -
Berufsgruppen, deren Handeln auf den Prinzipien von Lernen und Hirnplastizität
beruht -, haben ihre Berufswahl meist mit einer antitechnologischen
Geisteshaltung verbunden: Die angebliche „Unmenschlichkeit moderner
Apparatemedizin“ motiviert zu seelenvollem Geplapper in bequemen
Psychotherapie- und Entspannungsstühlen; beide Berufsgruppen, Mediziner und
psychosoziale Berufe, scheiden also aus, um als energische und qualifizierte
Antragsteller für schwierige, langwierige, teure und interdisziplinäre
klinische Studien aufzutreten.
Gelernte Beeinflussung von
Hirnregionen bei Suchtasbhängigen
Die Deutsche Forschungsgesellschaft bewilligte dieses
Jahr erstmals eine Multizenterstudie zur kindlichen Hyperaktivität und Aufmerksamkeitsstörung,
in der die verschiedenen Therapieansätze mit Neurofeedback verglichen werden.
Aber auch in den Vereinigten Staaten besinnt man sich jetzt: Das National
Institute of Drug Abuse hat auf Initiative ihrer Direktorin Nora Volkow, der Enkelin
Leo Trotzkis, zusammen mit uns eine viele Millionen Euro umfassende
Forschungsinitiative geschaffen, deren Ziel die gelernte Beeinflussung von
Hirnregionen zur Beseitigung von exzessivem Verlangen bei Abhängigen ist. Dabei
wird funktionelle Resonanztomographie als Methode verwendet, sie erlaubt, auch
in der Tiefe des Gehirns gelegene subkortikale Anteile, die verantwortlich für
die Sucht sind, zu erfassen und zu trainieren. Die Versuchsperson beobachtet in
der Röhre des Tomographen auf einem Bildschirm beispielsweise einen sich in
Farbe und Höhe verändernden Pfeil.
Der Pfeil zeigt an, wie stark in diesem Moment ein
Hirnteil, der für süchtiges Verlangen zuständig ist (bei Nikotinsucht die
vordere Inselregion), durchblutet wird. Sie wird aufgefordert, diesen Pfeil
durch Gedanken oder Gefühlsvorstellungen zu erniedrigen. Erniedrigung der
Aktivität dieser Hirnstrukturen führt so zur Reduktion von Verlangen in
Gegenwart von Reizen. Die Personen erlernen innerhalb weniger Stunden mit Hilfe
der Rückmeldung, des Feedbacks der Pfeile, diesen Hirnteil willentlich zu
aktivieren oder zu deaktivieren. Beherrschen sie das Rückmeldesystem, werden
sie mit den Hinweisreizen für Rauchen konfrontiert und müssen gleichzeitig ihre
Inselregion deaktivieren. Auf diesem Weg wird die enge assoziative Bindung
zwischen den Auslösern für das Rauchen und der erwünschten Belohnung gelöst.
Mit diesem Kernspin-Biofeedback-System lässt sich fast
jeder Hirnteil, auch die in der Tiefe des Gehirns liegende emotionalen und
motivationalen Regionen, trainieren. Besonders attraktiv ist an diesem
Verfahren, dass man auch Verbindungen zwischen mehreren Hirnteilen - an
Verhalten sind immer mehrere Regionen beteiligt - erlernen kann. Gerade für
Patienten mit Gedächtnisstörungen durch die Alzheimersche Erkrankung könnte
dieses Training eines Tages zu einer Verlagerung oder sogar zum Stillstand der
Abbauprozesse führen. Dürfen wir also auf Einsicht in einer Gesellschaft und
Wissenschaft hoffen, die Geist und Psyche immer noch als eigenständige positive
Kraft sieht, die sich über die Niederungen der Hirnphysik erheben kann?
Nils Birbaumer ist Direktor am Institut für Medizinische Psychologie und
Verhaltensneurobiologie der Universität Tübingen und einer der Pioniere der
Biofeedback-Forschung.
Quelle: F.A.Z.
Modernes Neurofeedback hilft Patienten nach dem Schlaganfall
Je nachdem wie lange verschiedene Regionen im Gehirn
bei einem Schlaganfall
mit Sauerstoff unterversorgt wurden, hat der Betroffene mit mehr oder minder
schweren Behinderungen
zu kämpfen.
Bei ungünstigen Verläufen kann es danach zu so
schweren Lähmungserscheinungen
kommen, dass ein normales Funktionieren im Alltag unmöglich ist. Dies war auch
bei 32 Patienten aus Tübingen der Fall, die sich für eine Studie
zum Thema "Neurofeedback" zur Verfügung stellten.
Alle konnten nach dem Schlaganfall ihre rechte Hand
nicht mehr öffnen und schließen, um alltägliche Gegenstände zu benutzen. Eine
Teilgruppe erhielt daraufhin intensive Physiotherapie,
während die restlichen Patienten neben der Physiotherapie zusätzlich
Neurofeedback bekamen.
Dabei sollen die Betroffenen sich das Bewegen der Hand
im Detail vorstellen und dabei werden mittels EEG
die aktuellen Hirnströme gemessen. Die Daten werden an einen Computer
weitergeleitet. Dieser wiederum ist mit einer Prothese
verbunden, die dann die gedachten Handgriffe in der Praxis umsetzt. Die
Patienten trainierten dies über 14 Tage hinweg und mindestens 250 Mal an jedem
Tag.
Neurofeedback
verändert mit Erfolg Wellenmuster im Gehirn
Der Effekt des Neurofeedback besteht in dem
unmittelbar sichtbaren Erfolg, den der Patient bei jeder gut durchgeführten
Übung sieht. Die Hirnwellenmuster, die man haben muss, damit die Bewegung
funktioniert, werden auf dem Computer sichtbar und der Patient kann dies in
Echtzeit betrachten.
Schlagen seine Anstrengungen fehl, kann er an den
Mustern sehen, wie weit er daneben liegt und sich entsprechend auf eine
Besserung konzentrieren. Dieses Feedback soll die Gehirnaktivität also nicht
nur überwachen, sondern bei Lernschritten helfen.
Am Ende der zwei Wochen wurde verglichen, ob die tatsächliche
Beweglichkeit der so therapierten Patienten sich im Vergleich zur
Kontrollgruppe verbessert hatte. Tatsächlich war dies der Fall. Das
Neurofeedback verändert auf lange Sicht also die Wellenmuster im Gehirn
besser als die alleinige Physiotherapie.
03 Sep 2014
Durch
EEG-basierte Therapiemethode Rehabilitation beschleunigenNeurofeedback ist eine EEG-basierte nicht-medikamentöse Therapiemethode, die es ermöglicht, die Selbstregulationsfähigkeit des Gehirns zu verbessern. Auch in der medizinischen Rehabilitation kommt Neurofeedback mehr und mehr zum Einsatz, um den Rehabilitationsprozess zu beschleunigen und begleitende Symptome in Folge einer Erkrankung zu mindern.
Durch Neurofeedback die Selbstregulierungsfähigkeit des Gehirns stärken
Neurofeedback basiert auf der Messung der Gehirnaktivität mittels EEG-Ableitungen (ElektroEnzepahloGramm). Dabei werden verschiedene Parameter aus dem EEG herausgefiltert und dem Patienten in Echtzeit über einen Monitor zurückgemeldet. Dieses Feedback erfolgt visuell über eine videospielähnliche Animation, über akustische oder auch taktile Signale.
Während einer Neurofeedback-Sitzung erhält der Patient dadurch eine kontinuierliche Rückmeldung über gemessene Aktivitätsmuster. Selbst kleinste Veränderungen können so erfahrbar gemacht werden. Im Laufe der Therapie können dadurch Fehlregulationen ausgeglichen und die Selbstregulierung verbessert werden.
„Das was der Patient auf einem Bildschirm sieht, wird letztendlich durch dessen Gehirnwellen beeinflusst.“, so Dr. Bernhard Wandernoth, Geschäftsführer von EEG Info. „Wird dabei ein gewünschter Aufmerksamkeitszustand erreicht, bewegt sich die Animation oder das Bild wird klarer und schärfer.“
Für die EEG Ableitung wird ein EEG Gerät benötigt. Die Signalverarbeitung erfolgt mittels Neurofeedback-Systemen und einer entsprechenden Software an einem handelsüblichen Computer. Eine Neurofeedback-Sitzung dauert 45 – 60 Minuten und wird von einem geschulten Arzt oder Therapeuten begleitet.
Rehabilitationsprozesse beschleunigen
Als ein Baustein in einem ganzheitlichen Therapiekonzept kann Neurofeedback den Rehabilitationsprozess beispielsweise nach einem Schlaganfall oder einer Schädelhirnverletzung beschleunigen und andere Maßnahmen unterstützen. „Bei Hirnschädigungen werden die gesunden Teile zu besserer Funktion und Regulation trainiert. So können Aufgaben der geschädigten Bereiche schneller übernommen werden“, so Dr. Bernhard Wandernoth weiter.
Zudem können begleitende Symptome wie chronische Schmerzen, Schlafstörungen und auch viele Arten von Kopfschmerzen verbessert werden.
Informationen zu Neurofeedback finden Sie auch unter www.eeginfo-neurofeedback.de oder auf der Webseite des Neurofeedback Netzwerks unter www.neurofeedback-netzwerk.org.
Über das Neurofeedback Netzwerk
Das Neurofeedback Netzwerk ist ein unabhängiger Verbund von Entwicklern, Herstellern, Vertriebspartnern, Forschungseinrichtungen, Anwendern aus Klinik und Praxis sowie Aus-, Fort- und Weiterbildungseinrichtungen, die im Bereich von Neurofeedback aktiv sind.
Ziel des Projektes ist die Weiterentwicklung und Forschung zur Neurofeedback Technologie und deren Anwendung voranzutreiben. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand gefördert.
Über EEG Info
EEG Info entwickelt und vertreibt Produkte und Dienstleistungen rund um Neurofeedback und EEG basierte Therapie, die insbesondere bei neurologisch bedingten Erkrankungen, im Bereich Rehabilitation sowie zum Erhalt der mentalen Gesundheit zum Einsatz kommen.
EEG Info hat seinen Ursprung in den USA, wo Mitte der 80er Jahre die Firma EEG Spektrum gegründet wurde. Der Hauptsitz des heute in Europa eigenständigen Unternehmens EEG Info befindet sich seit 2006 in der Schweiz. Seit 2008 wird der europäische Markt durch die deutsche Niederlassung versorgt, wo auch ein wesentlicher Teil der Produktentwicklung statt. Das Unternehmen gilt als eines der führenden Anbieter im Bereich Ausbildung, Ausrüstung, Forschung und Support im Bereich Neurofeedback. EEG Info arbeitet eng mit zahlreichen Forschungseinrichtungen und Kliniken auf internationaler Ebene zusammen, um die Weiterentwicklung der Produkte und der Methode zu fördern.
Ziel des Unternehmens ist es, Anwender medizinischer Fachberufe, wie Ärzte, Psychiater und Ergotherapeuten mit modernsten Systemen auszurüsten und optimal in allen Belangen rund um therapeutisches Neurofeedback zu unterstützen.
EEG Info ist seit der Gründung Mitglied im Neurofeedback Netzwerk, einem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördertem Projekt des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand.
