Die Erfassung residualer kognitiver Funktionen bei postkomatösen Patienten

Leiter

 

Prof. Dr. med. Michael Sailer

 

Mitarbeiter

 

Sarah Büttner
Dr. Mathias Henn
Marian Scholz
Erhard Stadler

 

Kooperationen

 

Josef Halfpaap (Hasomed)
Dr. Wolfgang Liedecke (Hasomed)
Prof. Dr. med. Thomas F. Münte
PD Dr. Jascha Rüsseler
Dr. rer. nat. Sabine Schneider
Prof. Dr. Peter Schönfeld

 

Die Erfassung residualer kognitiver Funktionen bei postkomatösen Patienten

 

Akute Hirnschädigungen können mit einem Verlust der Erweckbarkeit und des Bewusstseins verbunden sein. Dieser Zustand wird als Koma bezeichnet. Nach der Phase der akuten Hirnschädigung können verschiedene Remissionsprozesse unterschieden werden. Eine bedeutende diagnostische Aufgabe stellt hierbei die Entdeckung minimal bewusster Zustände dar.  Die Feststellung minimal bewusster Reaktionen gilt als Schlüsselelement, um den wachkomatösen Zustand und den minimal bewussten Zustand voneinander zu differenzieren.  Diese Differenzierung stellt sich jedoch als schwierig dar, wie die Arbeiten von Andrews et al., 1996 und Schnakers et al., 2009 belegen. Demnach liegt die Fehldiagnostik bei 37 – 43% der Fälle, in denen es fälschlicherweise nicht gelang, ein bewusstes Antwortverhalten in dieser Patientengruppe zu erkennen. Die herkömmliche Diagnostik stützte sich auf die Verwendung behavioraler Maße, welche über die Verhaltensbeobachtung (z.B. Glasgow Coma Scale, Coma Recovery Scale – Revised) erhoben werden. Die Diagnosestellung im Bereich der Bewusstseinsstörungen allein aufgrund von behavioralen Maßen ist, da sie insbesondere auf Ausschlusskriterien beruht, nicht ausreichend. Daher verfolgen wir das Ziel, durch den Einsatz weiterer Methoden die Erfassung residualer kognitiver Fähigkeiten zu verbessern. Hierzu setzen wir bereits die ereigniskorrelierte Elektrophysiologie ein. Des Weiteren erstellten wir individuelle Assessments auf Basis der Signalentdeckungstheorie.

 

a)

 

 

 

 

 

An der Elektrode FCz abgeleitete ereigniskorrelierte Potenziale auf die Präsentation auditorischer Stimuli: Potenzialveränderung auf einen Standardton, einen in der Frequenz abweichenden Ton und auf ein Alltagsgeräusch. Zu finden ist eine um etwa 270 ms nach Reizdarbietung auftretende Positivierung bei Darbietung des Alltagsgeräusches. Abbildung a) zeigt den Potenzialverlauf bei einer Patientin mit einer Bewusstseinseinschränkung und ohne beobachtbare Antwortreaktionen, in b) ist der Verlauf bei einem gesunden Probanden abgebildet.

 

Als nächsten Schritt planen wir den Einsatz bildgebender Verfahren. Dabei soll insbesondere die Rolle des Default Mode Networks untersucht werden. Zentrale Fragestellungen sind hierbei, in wie weit der Nachweis des Default Mode Networks Aussagen über die kognitiven Ressourcen erlaubt und welche Möglichkeiten sich für die Rehabilitation der Betroffenen erschließen.

 

Musikunterstütztes Training in der Rehabilitation motorischer Funktionen nach Schlaganfall

 

In einer Kooperationsstudie zwischen der Median Klinik NRZ Magdeburg und dem Institut für Psychologie der Otto-v.-Guericke-Universität Magdeburg wurde die Evaluation des Einsatzes musikalischen Feedbacks in der Rehabilitation motorischer Funktionen nach Schlaganfall fortgesetzt. Patienten nach Hirninfarkt, die an einer armbetonten Parese leiden, nehmen an einem musikunterstützten Training (MUT; siehe Schneider, 2007) fein- und grobmotorischer Fähigkeiten teil. Eine Kontrollgruppe von Patienten erhält in gleicher Intensität ein motorisches Training ohne Musik.

 

Neben einer Analyse von Verhaltensdaten werden elektroenzephalographische (ereigniskorrelierte Potenziale, Frequenzanalyse) und kernspintomographische Daten einem Prä-Post-Vergleich zur Ermittlung der Trainingswirksamkeit unterzogen.


Um das Prinzip des musikalischen Feedbacks und der akustischen Markierung von Bewegungen für die Therapie von Gangstörungen nach Schlaganfall aufzugreifen, wurde ein

 

 

 

Gangtraining entwickelt und erprobt, welches Einheiten der aktiv übenden Physiotherapie mit musikalischem Output kombiniert. Sensoren an den Füßen des Patienten (von der Firma Hasomed zu Forschungszwecken angefertigte Muster) ermitteln den Bodenkontakt des Fußes, welcher mit der Ausgabe eines Klaviertons markiert wird. Der Übende kann mit dem Timing seines Fußaufsatzes die Wiedergabe einer vorher eingespeicherten Klaviertonsequenz beeinflussen. Dieses Training befindet sich in einem Feld verschiedener Therapiekonzepte, die das Zusammenspiel von Motorik und Musik fokussieren, was eine Untersuchung seiner potenziellen Wirksamkeit um so notwendiger macht.


Einem solchen Wirksamkeitsnachweis vorangestellt wurde die Erprobung des Einsatzes elektrophysiologischer Daten (ereigniskorrelierter Potenziale) als zusätzlicher objektiver Messgrößen in der Trainingsevaluation. Nachdem für ein gangbegleitendes EEG an gesunden Probanden Potenzialveränderungen  gefunden werden konnten, welche sich korrelierend mit Phasen des Gangzyklus einem bewegungsbezogenen Potenzial ähnlich zeigten (s. Abb.1), wurden EEG-Messungen bei Patienten nach Schlaganfall mit beinbetonter Hemiparese wiederholt.


Patientenmessungen stellten sich als stark artefaktbelastet dar, zeigten dennoch Potenzialveränderungen, welche aufgrund ihrer Topographie und ihres Zeitverlaufs Anlass zu der Vermutung geben, dass sich hier bewegungskorrelierte Signalver-änderungen widerspiegeln.


Die Nutzbarkeit solcher gangbegleitender elektrophysiologischer Messgrößen in der Evaluation eines musikunterstützten Gang-trainings muss weiter ermittelt werden.

 

 

Abb. 1: Ereigniskorrelierte Potenziale an zentralen (C3/C4) Elektroden zum Zeitpunkt des Bodenkontakts des rechten Fußes (Messungen an 15 gesunden Probanden).