Elektroden auf der Haut lösen Schrittmuster aus

27. November 2010, 17:51
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Nicht-Invasive Methode verbessert Rehabilitation - Wissenschafter erhoffen sich verbesserte Trainingseffekte

Wien - Elektroden auf der Hautoberfläche können das Rückenmark dazu bringen, auch in gelähmten Beinen schreit-ähnliche Bewegungen auszulösen. Das haben Ursula Hofstötter und Karen Minassian vom Institut für Analysis und Scientific Computing der TU Wien sowie vom Zentrum für Medizinische Physik und Biomedizinische Technik der Medizinischen Universität Wien gezeigt. "Von dieser einfachen Technik werden besonders Patienten mit teilweiser oder kompletter Querschnittslähmung profitieren, die auf bisherige Therapien nicht ansprechen", erklärt Hofstötter.

Die Diagnose "Querschnittslähmung" bedeutet meist ein Leben im Rollstuhl. Üblicherweise werden durch die Verletzung des Rückenmarks die vom Gehirn ausgehenden Leitungsbahnen zu den einzelnen Muskelgruppen unterbrochen. Doch das Rückenmark ist kein reines Leitungsorgan, sondern steuert als Teil des Zentralnervensystems auch verschiedene Vorgänge automatisch. Den Wissenschafternist es nun gelungen, solche Vorgänge - konkret das Muster für die Schrittfolge - durch Hautelektroden von außen zu aktivieren.

Nerven werden direkt angesprochen

"Bestimmte Fasern, die direkt ins Rückenmark führen, können von der Hautoberfläche aus stimuliert werden. Im Rückenmark erfolgt dann die Aktivierung der Nervenverbände, die die rhythmischen Bewegungen auslösen", erklärt Hofstötter. Anders als bei der funktionellen Elektrostimulation werden nicht die Muskeln selbst, sondern die Fasern angesprochen, die in Folge die Muskeln der gelähmten Beine selbst rekrutieren und deren zyklische Bewegungen auslösen.

Einen ähnlichen Stimulationsansatz gibt es zwar seit den 90er-Jahren, doch beruht dieser auf einem Implantat, das eine Operation erfordert. Oberflächen-Elektroden könnten laut Hofstötter den Erfolg der Implantatlösung in manchen Fällen voraussagen. "Der Vorteil der Oberflächen-Stimulation ist vor allem die einfache Anwendung in der Rehabilitation und die Ausweitung der bisherigen Trainingseffekte, da Nervenbahnen im Rückenmark direkt angesprochen werden. Oft dauert der positive Effekt der Stimulation deutlich länger als die tatsächliche Anwendung. Bei Patienten, die öfters stimulieren, konnten wir beobachten, dass die Wirkung länger andauerte", so die Forscherin.

Unterdrückte Spasmen

Weiters reduziert die Methode auch unwillkürliche Bewegungen - sogenannte Spasmen - und erleichtert somit willkürliche Aktivitäten. Negative Nebenwirkungen gibt es nicht. "Etwas gewöhnungsbedürftig ist allerdings, dass Muskelgruppen unter den Elektroden - also Bauch oder Rücken - mitstimuliert und dadurch auch kontrahiert werden", so Hofstötter. Ausständig ist nach diesen wissenschaftlichen Untersuchungen nun der Transfer der Technologie in die breite Anwendung bei Patienten, der gemeinsam gemeinsam dem Shepherd Center in Atlanta gelingen soll. Ob dies in absehbarer Zeit gelingt, hängt jedoch auch noch von der Finanzierung nachfolgender Forschungsprojekte ab. (red/pte)

  • Die am Bauch und am Rücken angebrachten Elektroden stimulieren durch die Haut die Nervenbahnen.
    foto: tu wien

    Die am Bauch und am Rücken angebrachten Elektroden stimulieren durch die Haut die Nervenbahnen.

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