Aktuelles
Patientinnen und Patienten gesucht
Wir suchen immer Menschen mit Amputationen oder Verletzungen des brachialen Plexus, die Lust haben, an unseren Forschungsstudien teilzunehmen.
Momentan suchen wir ganz dringen Patient/innen mit starken Schmerzen nach einseitiger transradialer Amputation oder globaler brachialer Plexusparese für das Projekt PROMPT. Ich würde mich sehr freuen, wenn Sie sich bei mir melden (MeikeAnnika.Wilke@haw-hamburg.de)!
Forschungsprojekte/-gebiete
- Neuroprothetik: Sensorisches Feedback und Steuerungssysteme für Prothese der oberen Extremität
- Phantomschmerz und das taktile System: Erforschung der Fingerrepräsentation im Gehirn mit funktioneller MRT
Prothetik
1) Prothesensteuerung
Menschen, die eine Hand verlieren, können eine Prothese tragen, die über einen sogenannten Schaft an ihrem Armstumpf befestigt wird. Sie können lernen, die Prothese mit Hilfe von Muskelanspannung der verbliebenen Muskulatur, also eines sogenannten EMG-Signals, zu steuern. Bisherige Hand- und Armprothesen werden klinisch fast immer nur über zwei EMG‑Elektroden gesteuert und können deshalb nur einen Freiheitsgrad der Prothese optimal kontrollieren, sodass sie die Prothese meist nur öffnen und schließen können. Soll die Prothese auch noch eine Rotationsbewegung durchführen können, muss mit unterschiedlichen „Tricks“ wie etwa einer Kokontraktion zwischen den Freiheitsgraden gewechselt werden. Modernere Ansätze des maschinellen Lernens, die auf mehr Elektroden basieren, versprechen einen deutlichen Zuwachs an Funktionalität sowie weniger kognitiven Einsatz des Prothesenträgers. Hier trage ich u.a. zur Testung eines auf Regression basierenden Ansatzes bei, der sowohl klinisch als auch im häuslichen Umfeld untersucht wird.
2) Sensorisches Feedback von Prothesen
Da die Prothese, nicht aber die eigene Hand, zu greifende Gegenstände berührt, empfinden Prothesenträger beim Greifen per se keine somatosensorische Rückkopplung an das Gehirn. Mein Traum wäre es, den Menschen mit Amputationen wieder ein richtiges Gefühl für ihre neue, künstliche Hand zu gegen und damit eine bessere Performanz sowie ein stärkeres Embodiment und weniger Phantomschmerz zu ermöglichen.
Viele Forscher und vor allem Anwender vermuten, dass die Wiedereinführung eines solchen Feedbacks zu einer besseren funktionellen Performanz führen muss, selbst wenn es sich nur um ein einfaches Griffkraftfeedback handelt. Dieser Einstellung stehe ich kritisch gegenüber und untersuche u.a. systematisch, wie gut einerseits ein Nutzer seine Griffkraft auch ohne künstliches Feedback einschätzen und kontrollieren kann und wie viel andererseits einfaches künstliches Feedback noch zur weiteren Verbesserung beitragen kann. Dabei müssen als Faktoren u.a. der Mensch als intelligenter Steuerer, aber auch das von der Prothese ohnehin ausgehende Feedback wie etwa das Motorgeräusch berücksichtigt werden. Beide genannten Faktoren werden in der aktuellen Forschung größtenteils vernachlässigt.
Außerdem versuche ich gemeinsam mit meinen Kooperationspartnern verschiedene etwas komplexere Feedbackmethoden zu entwickeln, die tatsächlich den Patienten nutzen und einfach von diesen zu verstehen sind.
Phantom- und Deafferenzierungsschmerz
Menschen mit Amputationen (denen also Arm oder Hand fehlen) oder traumatischen Deafferenzierungen (denen also zwar kein Körperteil fehlt, deren Arm aber schlaff und gefühllos ist) leiden sehr häufig unter chronischen Phantom- oder Deafferenzierungsschmerzen, welche medikamentös schwer zu behandelt sind und zu einer lebenslangen psychischen und physischen Beeinträchtigung des Menschen führen können. Man vermutet, dass die Schmerzen u.a. durch das fehlende Feedback in die entsprechenden Hirnareale sowie durch eine daraus resultierende maladaptive Plastizität im Gehirn entstehen, weil Patienten zwar nach wie vor eine präzise motorische Vorstellung ihrer Hand besitzen (Phantomhand), aber kein sensorisches Feedback bekommen, wenn sie die Phantomhand bewegen. Meine Kooperationspartner und ich verfolgen den Ansatz, über virtuelle Realität sowohl visuell als auch taktil und akustisch Feedback an den Patienten zurückzugeben. Dadurch erhoffen wir, dass der Regelkreis zwischen durch Phantombewegungen erwartetem und empfundenem Feedback wieder geschlossen wird, was idealerweise zu einer deutlichen Schmerzreduzierung sowie einer Verringerung der Maladaptiven Plastizität führen sollte, welche mit Techniken wie funktioneller Resonanztomographie von uns untersucht wird.
MRT
In den Rahmen der Magnetresonanztomographie fällt die funktionelle MRT, mit der man mit Hilfe des auf Blutflussänderung basierenden BOLD-Kontrastes untersuchen kann, welche Hirnareale bei bestimmten Aufgaben aktiv sein.
Ich untersuche hier vor allem somatosensorische und motorische Fragestellungen bei gesunden Menschen sowie bei Patientinnnen und Patienten (s. Phantom- und Deafferenzierungsschmerz). In meinen früheren Studien habe ich vor allem den genauen Aufbau der kortikalen Karten der Finger und einzelnen Fingerglieder im primären somatosensorischen Kortex sowie den Einfluss von taktiler Aufmerksamkeit untersucht. Heute interessieren mich vor allem Veränderungen des Kortex im Zuge von Amputationen und Verletzungen sowie von modernen Rehabilitationsansätzen.
