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BCI-Steuerung für Menschen mit Locked-in-Syndrom

Aktualisiert: 19. Sept 2018


Das Locked-in-Syndrom beschreibt die Unfähigkeit sich, trotz erhaltenem Bewusstsein, verbal oder motorisch zu verständigen (nach Pschyrembel, 260. Auflage, 2004).


Das sogenannte klassische Locked-in-Syndrom, welches nach einem Schlaganfall auftritt, beinhaltet den Ausfall sämtlicher motorischer Fähigkeiten und eine komplette Lähmung aller Gliedmaßen und lässt nur eingeschränkte Augenbewegungen und den Lidschlag zu.

Dies kann sich, unter bestimmten Voraussetzungen zum kompletten Locked-in-Syndrom, bei dem sogar erwähnte Blickmotorik und der Lidschlag nicht mehr vorhanden sind und welches von einem Koma klinisch kaum zu differenzieren ist, entwickeln.

Es gibt dieses Syndrom darüber hinaus in unterschiedlicher Ausprägung (Bauer et. al. [Bauer 1979]).


Die, in der Regel, nach einem Schlaganfall auftretenden Locked-in-Syndrome sind meist transient (vorübergehend), können aber auch chronisch (dauerhaft) werden, wie beispielsweise im Endzustand der ALS-Erkrankung.


Betroffene Menschen sind, aufgrund schon erwähnter Einschränkungen nicht in der Lage, sich gängiger Kommunikationsformen zu bedienen, weder verbal, noch anderer Art.

Noch vor wenigen Jahrzehnten war keine Kommunikation mit besagten Patienten möglich.


Für Personen mit Locked-in-Syndrom denen möglichst umfangreiche Blickmotorik und Lidschlag zur Verfügung stehen, gibt es die Möglichkeit der Kommunikation per Buchstabentafel, entweder unter Zuhilfenahme eines Assistenten oder eines Computers mit einem technischen Scanning-Verfahren.


Für Menschen mit vollständiger Lähmung, beispielsweise gibt es seltene Fälle bei denen im Endstadium der ALS-Erkrankung keine motorische Ansteuerung der Augenmuskulatur mehr möglich ist, gibt es erst seit wenigen Jahren die Möglichkeit der Kommunikation per BCI (Brain-Computer-Interface).

Ein Brain-Computer-Interface misst, mittels verschiedener Sensoren, elektrische Potentiale im Gehirn und überträgt diese an eine Maschine, beispielsweise einen zur Kommunikation geeigneten Sprachcomputer, um diesen mittels Gedanken allein steuern zu können.


Zur Messung der Potentiale stehen zwei Systeme zur Auswahl, nämlich das elektrophysiologische und das hämodynamische.

Diese elektrophysiologischen Systeme können sowohl das elektrische, als auch das magnetische Feld messen, welche beide, in diesem Sinne, gleichwertige Informationen darstellen sollten.

Die hämodynamischen Systeme messen den Energieverbrauch des Gehirns, ordnen diesen verschiedenen Gehirnbereichen zu und stellen dies bildhaft dar.

Diese können jedoch keine Gedanken differenzieren, sondern lediglich aufzeigen wo die Aktivität stattfindet.


Die elektrische Feldmessung ist die gängigste Form der diesbezüglichen Datenbeschaffung und kann sowohl invasiv, als auch nicht-invasiv gemessen werden.

Letzteres findet mittels EEG (Elektroenzephalographie) statt, wobei die Elektroden dabei möglichst direkt auf der Kopfhaut angebracht werden.


Als Beispiel mit der höchsten Praxisrelevanz kann hier ein P300 System angeführt werden, bei welchem eine gemessene neuronale Aktivität 300ms nachdem sie stattgefunden hat vom System angezeigt wird.

Ein von der SNAP-GmbH entwickeltes entsprechendes System funktioniert mittels haptischer, akustischer und visueller Stimulation, wobei die P300 Welle als Reaktion auf ein von außen provoziertes und erwartetes Signal entsteht.


Auch wenn die Kommunikationsgeschwindigkeit bisher noch deutlich unter dem des gesprochenen Wortes liegt, sind BCI-Systeme bei Personen mit komplettem Locked-in-Syndrom alternativlos.

Was die Wichtigkeit der Forschung und Weiterentwicklung, sowie die Verbreitung dieser Technologie verdeutlicht.


Sich möglichst früh wieder sprachlich verständlich machen zu können ist enorm wichtig für die Psyche und damit auch für den therapeutischen Behandlungserfolg, sowie das soziale Weiterbestehen betroffener Menschen.


Quellen:

-Bauer, G.; Gerstenbrand, F.; Rumpl, E.:

Varieties of the locked-in-syndrome, in:

J. Neurol., 221, 1979: 77-91

- Pschyrembel, W.: Klinisches Wörterbuch,

Berlin & New York, 260. Aufl . 2004

(http://www.locked-in-syndrom.org/lis-pantke-uk-3-2011.pdf)


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