Durchbruchstechnologie ermöglicht kommunikation im spätstadium als


Durchbruchstechnologie ermöglicht kommunikation im spätstadium als

Eine wegweisende Forschung hat einen Weg für Menschen mit spätstufigem ALS entdeckt, um an einer sinnvollen Kommunikation durch den Einsatz einer Gehirn-Computer-Schnittstelle teilzunehmen. Diese Technologie könnte Leben revolutionieren und bieten Hoffnung auf mehr als 12.000 Menschen in den Vereinigten Staaten mit der Krankheit.

Eine Gehirn-Computer-Schnittstelle ermöglicht Menschen mit vollständig verriegelten Syndrom zu kommunizieren.

Bildnachweis: Wyss Center

Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine schnell fortschreitende und seltene neurologische Erkrankung, die die allmähliche Degeneration und den Tod von motorischen Neuronen verursacht. Motorneuronen sind Nervenzellen im Gehirn, Hirnstamm und Rückenmark.

Als ALS fortschreitet, werden Aktivitäten wie Greifen, Wandern, Sprechen, Schlucken und Atmen immer schwieriger. Im Laufe der Zeit verlieren die Nerven die Fähigkeit, spezifische Muskeln auszulösen, wodurch sie schwach werden, was schließlich zu Lähmungen führt.

In den späten Stadien von ALS macht die Krankheit die Person regungslos und beeinträchtigt ihre Fähigkeit zu kommunizieren.

Menschen, die eine vollständige Lähmung erleben, aber Bewusstsein, Kognition, Augenbewegungen und Blinzeln beibehalten, sind definiert als mit eingeschlossenem Syndrom.

Es gibt Möglichkeiten, mit spezialisierten Geräten zu kommunizieren, die sich auf nonverbale Signale wie Fingerbewegung und Augenfixierung nach dem Verlust der verbalen Kommunikation verlassen.

Allerdings, sobald die Störung fortschreitet und Augenmuskelbewegungen auch aufhören zu arbeiten - genannt völlig verriegeltes Syndrom - Kommunikation ist unmöglich geblieben. Bis jetzt.

Mehr als zwei Drittel der fortgeschrittenen ALS-Patienten reagierten richtig

Ein multinationales Team unter der Leitung von Prof. Niels Birbaumer am Wyss-Zentrum für Bio- und Neuroengineering in Genf führte eine Studie durch, um zu erforschen, ob eine Gehirn-Computer-Schnittstelle auf Basis der funktionellen Nah-Infrarot-Spektroskopie (FNIRS) die Kommunikation vollständig verriegelt -in-syndrom Die Studienergebnisse wurden veröffentlicht PLOS Biologie .

Birbaumer und Team arbeiteten mit vier Personen mit fortgeschrittenem ALS in einem permanenten Zustand des vollständig eingesperrten Syndroms und zwei in die Bühne des vollständig eingesperrten Syndroms. Die Studienteilnehmer waren ohne zuverlässige Kommunikationsmittel geblieben.

Durch den Einsatz der Gehirn-Computer-Schnittstelle lernten die Menschen mit fortgeschrittenem ALS persönliche Fragen mit bekannten Antworten und offenen Fragen zu beantworten, die eine "Ja" oder "Nein" -Antwort erforderten, indem sie die Antworten dachten. Die Schnittstelle erkannte die Reaktionen, indem sie Veränderungen im Blut Sauerstoffgehalt im Gehirn messen.

Bisherige Theorien schlugen vor, dass Menschen mit vollständig eingesperrtem Syndrom das zielgerichtete Denken brauchten, um eine Gehirn-Computer-Schnittstelle zu benutzen und wurden als unfähig zur Kommunikation markiert. Allerdings fanden die Forscher, dass die Fragen korrekte Antworten in 70 Prozent der Prüfungen veranlassten und damit die vorherigen Theorien umstürzten .

"Die auffälligen Ergebnisse umstürzen meine eigene Theorie, dass Menschen mit vollständig eingesperrtem Syndrom nicht fähig zur Kommunikation sind", sagt Birbaumer. "Wir haben festgestellt, dass alle vier Patienten, die wir getestet haben, die persönlichen Fragen beantworten konnten, die wir sie gefragt haben, indem wir ihre Gedanken allein nutzen Wenn wir diese Studie bei mehr Patienten replizieren können, dann glaube ich, dass wir die nützliche Kommunikation in völlig verschlossenen Staaten für Menschen mit motorischen Neuronenerkrankungen wiederherstellen können ", fügt er hinzu.

Technologie könnte "riesigen Einfluss auf den Alltag haben"

Bei den vier Teilnehmern mit komplett eingesperrtem Syndrom ist die Frage "Bist du glücklich?" Führte zu einer konsequenten "Ja" -Antwort, die sich über Wochen der Befragung wiederholte.

Professor Birbaumer und Kollegen bemerken, dass sie über die positive Resonanz der vier Patienten mit vollständig eingesperrtem Syndrom überrascht waren, wenn sie nach ihrer Lebensqualität gefragt wurden. "Alle vier hatten eine künstliche Beatmung akzeptiert, um ihr Leben zu erhalten, wenn das Atmen unmöglich wurde; Also in gewissem Sinne hatten sie sich schon entschieden zu leben ", erklärt er.

"Was wir beobachteten, war, dass sie, solange sie zu Hause eine zufriedenstellende Sorge erhielten, ihre Lebensqualität akzeptabel fanden. Aus diesem Grund, wenn wir diese Technik weitgehend klinisch verfügbar machen könnten, könnte sie einen großen Einfluss auf den Tag haben, Das Leben von Menschen mit völlig verschlossenem Syndrom ", fügt Birbaumer hinzu.

Die Familie von einem der Teilnehmer bat um die Forscher zu fragen, ob er seine Tochter erlauben würde, ihren Freund zu heiraten. Neunmal aus der 10-fachen Frage wurde gefragt, die Antwort war "nein".

"Die Wiederherstellung der Kommunikation für vollständig eingesperrte Patienten ist ein wichtiger erster Schritt in der Herausforderung, die Bewegung wiederzuerlangen", sagt Prof. John Donoghue, Direktor des Wyss Center.

Das Wyss-Center plant, auf den Ergebnissen dieser Studie aufzubauen, um eine klinisch nützliche Technologie zu entwickeln, die für Menschen mit Lähmung, die aus ALS-, Schlaganfall- oder Rückenmarksverletzungen resultiert, zur Verfügung steht. Die Technologie, die in der Studie verwendet wird, hat auch breitere Anwendungen, von denen wir glauben, dass sie weiter entwickelt werden könnten, um Menschen mit einer breiten Palette von Neurodisoren zu behandeln und zu überwachen."

Prof. John Donoghue

Der Fortschritt, der mit dieser Gehirn-Computer-Schnittstelle gemacht wird, ist potentiell der erste Schritt zur Abschaffung der vollständig eingesperrten Zustände - zumindest für Menschen mit spätstufigem ALS.

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