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Gehirntraining : Eine Hoffnung für Schlaganfallpatienten

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Kreuz und quer durch das Gehirn: In diesem Suchrätsel sind waagrecht und senkrecht 36 Wörter versteckt, aus denen sich anschließend 18 zusammengesetzte Wörter bilden lassen Bild:

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.

          7 Min.

          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.

          Auflösungen demnächst auf diesen Seiten

          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?

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