Das Gehirn verfügt über eine bemerkenswerte Fähigkeit, sich an Verletzungen anzupassen. Gesunde Regionen können Funktionen übernehmen, die die beschädigten Teile früher ausgeführt haben. „Wir versuchen, Bedingungen in den überlebenden Bereichen des Kortex zu fördern, die eine funktionelle Reorganisation begünstigen“, sagt Kenneth Baker, Neurowissenschaftler an der Cleveland Clinic und Autor des Artikels.
Ein Schlaganfall verringert die Erregbarkeit von Neuronen – im Wesentlichen ihre Fähigkeit, Signale zu senden und Verbindungen zu anderen Körperteilen herzustellen. Bei Menschen, die sich spontan von einem Schlaganfall erholen, steigt die Erregbarkeit dieser Neuronen wieder an. Mit der Stimulation wollte Bakers Team die Erregbarkeit der Neuronen in der Nähe des beschädigten Bereichs erhöhen und ihre Fähigkeit zur Bildung neuer Verbindungen steigern.
In der Studie der Cleveland Clinic erlitten alle 12 Patienten Schlaganfälle in der Großhirnrinde – der äußersten Schicht des Gehirns. Frühere Studien versuchten, diesen Bereich direkt zu stimulieren, ohne Erfolg. Das Cleveland-Team zielte stattdessen auf einen Teil des Kleinhirns – der sich am Hinterkopf befindet – den sogenannten Nucleus dentatus, eine Ansammlung von Neuronen, die an der Feinsteuerung willkürlicher Bewegungen und sensorischer Funktionen beteiligt sind. Dieser Bereich stellt Verbindungen zu anderen Gehirnregionen her, einschließlich der Hirnrinde.
Chirurgen implantierten eine Elektrode in das Gehirn jedes Patienten sowie ein Gerät unter der Brusthaut, das die elektrischen Impulse aussendet. Nach einer Erholungsphase von der Operation erhielten die Patienten zwei Monate lang Physiotherapie. Dann schalteten die Forscher die elektrische Stimulation ein und ließen sie vier bis acht Monate lang eingeschaltet, während die Teilnehmer ihre Physiotherapie fortsetzten.
Die Forscher maßen den Fortschritt jeder Person, indem sie einen gemeinsamen Test durchführten, der die Hand- und Armfunktion nach einem Schlaganfall beurteilte. Allein die Physiotherapie führte zu bescheidenen Verbesserungen von etwa drei Punkten auf einer 66-Punkte-Skala. Nachdem die Stimulation eingeschaltet wurde, stieg die mittlere Verbesserung um weitere sieben Punkte.
Die Teilnehmer verbesserten sich auch bei alltäglichen Aufgaben wie dem Benutzen eines Kamms, dem Aufheben einer Tasse und dem Betätigen eines Lichtschalters. „Ihre Bewegungen und Beweglichkeit sind nicht auf dem Niveau des Normalen, aber selbst die Fähigkeit, ihre Hand schneller zu benutzen, als sie es waren, macht einen großen Unterschied“, sagt Baker. Die drei Patienten, die keine nennenswerten Verbesserungen sahen, hatten zu Beginn schlimmere Defizite als die anderen.
Nicholas begann nach ein paar Monaten mit der Stimulation einen Unterschied zu bemerken. Er konnte seinen Arm über seinen Kopf heben und seine linke Hand schließen, was ihm vor der Implantation nicht gelang. Es erleichtert die Gartenarbeit und Hausarbeiten. „Ich bin froh, dass es mir geholfen hat“, sagt er.
Die Forscher entfernten die Geräte nach Abschluss der Studie. Bemerkenswerterweise hielten die Vorteile jedoch während der gesamten 10-monatigen Nachbeobachtungszeit an, was darauf hindeutet, dass DBS möglicherweise nicht dauerhaft angewendet werden muss, wie dies bei Parkinson der Fall ist.
