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Von der blickgesteuerten Kopfkamera bis zur Epilepsiechirurgie

21.03.2007
Herausragende wissenschaftlich-medizinische Projekte und Anwendungen der Hirnforschung stehen bei der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Klinische Neurophysiologie und Funktionelle Bildgebung in München vom 21.-25. März 2007 auf dem Programm.

„Auf diesem Kongress werden einerseits neue aufregende Entwicklungen der elektrischen und magnetischen Reizung von Nervengewebe zur Therapie neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen vorgestellt. Andererseits werden aktuelle Methoden diskutiert, mit denen wir durch Vorstellungen und Gedanken über Hirn-Computer-Schnittstellen technische Apparaturen wie Prothesen steuern können“, sagt Kongresspräsident Prof. Dr. med. Dr. h. c. Thomas Brandt FRCP. Die nachfolgend aufgeführten Beispiele vermitteln einen Eindruck von den vielfältigen, praxisnahen Fortschritten.

Augen steuern eine Kopfkamera

Die blickgesteuerte Kopfkamera besteht aus einer kompakten Kopftragevorrichtung mit Brille und einer kleinen, daran montierten beweglichen Videokamera, die auf die Bewegungen der Augen reagiert und so blickstabile, verwacklungsfreie Videoaufnahmen liefert. Damit eröffnet sich eine große Palette von Anwendungsmöglichkeiten z. B. in Chirurgie und Medizin, bei der Dokumentation von Eingriffen, der Diagnose- und Therapieunterstützung, der Telemedizin, der Forschung, der Lehre, dem Training, der Aktivierung und der Qualitätssicherung. Der Benutzer kann sich dabei stets frei bewegen und kann mit den Händen andere Tätigkeiten ausführen. So kann ein Chirurg beispielsweise das Operationsfeld während eines Eingriffs ungehindert filmen. Aber auch ein Einsatz in Dokumentarfilmen oder bei der Sportberichterstattung ist denkbar.

Gedanken steuern Computer (sog. Brain-Computer-Interface)

Nachdem vor einigen Jahren bereits exemplarisch gezeigt wurde, dass vollständig gelähmte Patienten, nach entsprechendem Training, allein durch die Kraft ihrer Gedanken über Textverarbeitungssysteme mit der Außenwelt kommunizieren können, werden auf der Jahrestagung Ergebnisse präsentiert bei denen Maschinen lernen, die natürlichen Hirnsignale für Bewegungsvorgänge beim Menschen (Patienten) zu erkennen, um so direkt (ohne Training) die Textverarbeitung zu steuern. Insgesamt eröffnen Brain-Computer-Interfaces somit schwerstgelähmten Patienten die Perspektive, auf eine neue Möglichkeit zur Steuerung von Maschinen, vom motorisierten Rollstuhl über PC-Anwendungen, z.B. Textprogramme oder Internet-Browser, bis hin zum neuroprothetischen aktiven Exoskelett.

Molekulare und funktionelle Bildgebung des Nervensystems bei neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen

Durch neue Verfahren in der Molekularen Bildgebung kann die Diagnose und Therapie von neurologischen Erkrankungen wie z. B. Parkinson und Alzheimer verbessert werden. Eingesetzt werden hierfür Signalmoleküle, die nach Infusion an ihre spezifischen Wirkorte im Gehirn wandern und deren Lokalisation durch Magnetresonanztomographie (MRT) dargestellt wird. Auch bei der Diagnostik von Tumorerkrankungen oder entzündlichen Erkrankungen scheint die molekulare Bildgebung ein viel versprechendes Verfahren für die Zukunft zu sein.

Elektrische oder Magnetische Stimulation von Nerven

Die elektrische Reizung von Nervengewebe ist seit mehr als hundert Jahren in der neurologischen Forschung bekannt. Seit etwa 25 Jahren ist die magnetische Reizung eingeführt, die es im Gegensatz zur elektrischen erlaubt, die Nervenzellen der Hirnrinde durch den Schädelknochen schmerzfrei zu erregen. Neue Entwicklungen deuten daraufhin, dass elektromagnetische Reizungen sich günstig auf komplex-regionale Schmerzsyndrome (Morbus Sudek) und auf spastische Muskelversteifungen nach Rückenmarks- und Hirnschädigungen auswirken können.

Tiefe Hirnstimulation zur Behandlung von Bewegungsstörungen (z. B. Parkinson Erkrankung)

Durch Implantation dünner Elektroden und elektrischer Stimulation kann die krankhaft veränderte Aktivität von Nerven verbessert werden. Diese Therapieoptionen werden bereits eingesetzt bei Parkinson-Erkrankungen in fortgeschrittenem Stadium, bei besonderen ausgeprägten Muskelverkrampfungen (Dystonie) und bei besonderen psychiatrischen Erkrankungen.

Es gibt auch Ansätze, psychiatrische Erkrankungen mit dieser Methode zu behandeln. So leiden z. B. Patienten mit einer Zwangsstörung darunter, dass sie bestimmte Handlungen ständig wiederholen müssen oder von bestimmten Gedanken nicht los kommen. Auch bei dieser Erkrankung sind Schaltstellen des Gehirns bekannt, die mit der Verursachung dieser Symptome in Verbindung gebracht werden. Es gibt einige Patienten, die von den bisherigen Therapien nicht ausreichend profitieren. Bei diesen Erkrankungsformen beschäftigt sich die Forschung derzeit mit der Frage, ob eine Hirnstimulation die Symptome bessern kann, welcher Zielort für die Stimulation in Frage kommt und welche möglichen Nebenwirkungen auftreten können. Einzelne, mit der Methode der Hirnstimulation erfolgreich therapierte Patienten berichten von einer ausgeprägten Besserung ihrer Zwangssymptomatik, so dass eine neue Lebensqualität erreicht wurde.

Durchblutungsmessungen mit Ultraschall

Die Domäne der neurologischen Ultraschalldiagnostik ist der Nachweis und die Graduierung von Stenosen (Engstellen) im Bereich der Hals- und Hirngefäße. Darüber hinaus haben sich in den letzten Jahren zahlreiche weitere viel versprechende Anwendungsbereiche ergeben:

Mit der so genannten Mikroemboliedetektion lassen sich kleinste Abschwemmungen z. B. von thrombotischen Auflagerungen an Gefäßstenosen nachweisen. Diese scheinen ein wichtiger Marker für ein erhöhtes Hirninfarkt-Risiko zu sein und könnten in Zukunft zu einer verbesserten Selektion von Patienten mit Gefäßstenosen führen, die von einer Operation oder Stentimplantation in besonderem Maße profitieren.

Epilepsiechirurgie

Epileptische Anfälle können bei bis zu ca. 5% der Bevölkerung, d. h. jedem 20. Menschen auftreten. Somit gehören epileptische Anfälle zu den häufigsten neurologischen Erkrankungen. Es gibt typische Auslösemechanismen für epileptische Anfälle, wie z. B. Fieber im Kleinkind- oder Alkoholentzug im Erwachsenenalter. In diesen Fällen spricht man von Gelegenheitsanfällen, d. h. dass die Anfälle durch eine besondere „Gelegenheit“ (Fieber, Alkoholentzug) provoziert werden. Bei einem kleineren Teil der Betroffenen wiederholen sich epileptische Anfälle spontan ohne erkennbaren Auslöser. Erst dann spricht man von einer Epilepsie. Etwa einer von 100-200 Menschen leidet an einer Epilepsie, also chronisch auftretenden epileptischen Anfällen. Für die Bevölkerung in Deutschland hieße dies, dass derzeit ca. 800.000 Menschen an Epilepsie leiden.

Die Grundlage epileptischer Anfälle sind übermäßige elektrische Entladungen von Nervenzellen der Hirnrinde.

Auf der Konferenz werden vor allem neue Daten zur Anfallssaufzeichnung, zur Diagnostik und zur Therapie vorgestellt und diskutiert. Im Fokus stehen bildgebende Verfahren wie die Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT), die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) die Single-Photon-Emissions-Computer-Tomographie (SPECT) und die elektrische Stimulation.

Ansprechpartner
Prof. Dr. med. Dr. h. c. Thomas Brandt
Neurologische Klinik und Poliklinik, Campus Großhadern
Marchioninistr. 15
81377 München
Tel: 089/7095-2570
E-Mail: thomas.brandt@med.uni-muenchen.de
Klinikum der Universität München
Im Klinikum der Universität München (LMU) werden an den Standorten Großhadern und Innenstadt jährlich rund 83.000 Patienten stationär und 371.000 Patienten ambulant behandelt. Die 44 Fachkliniken, Institute und Abteilungen verfügen über 2.400 Betten. Von insgesamt 9000 Beschäftigten sind rund 1800 Mediziner. Forschung und Lehre ermöglichen eine Patientenversorgung auf höchstem medizinischem Niveau. Das Klinikum der Universität München zählt zu den größten Gesundheitseinrichtungen in Deutschland und hat im Jahr 2005 mehr als 55 Millionen Euro an Drittmitteln eingeworben. Das Klinikum der Universität München ist seit Juni 2006 Anstalt des öffentlichen Rechts.

Philipp Kreßirer | Klinikum der Universität München
Weitere Informationen:
http://www.klinikum.uni-muenchen.de

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