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Die bahnbrechende Technologie ermöglicht die Kommunikation im späten ALS-Stadium

Bahnbrechende Forschung hat einen Weg für Menschen mit fortgeschrittener ALS gefunden, an einer sinnvollen Kommunikation durch die Verwendung einer Gehirn-Computer-Schnittstelle teilzunehmen. Diese Technologie könnte Leben revolutionieren und mehr als 12.000 Menschen in den Vereinigten Staaten Hoffnung auf die Krankheit geben.
Eine Gehirn-Computer-Schnittstelle ermöglicht es Menschen mit vollständig eingesperrtem 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 Motoneuronen verursacht. Motorneuronen sind Nervenzellen im Gehirn, Hirnstamm und Rückenmark.

Mit fortschreitender ALS werden Aktivitäten wie Greifen, Gehen, Sprechen, Schlucken und Atmen immer schwieriger. Mit der Zeit verlieren die Nerven die Fähigkeit, bestimmte Muskeln auszulösen, wodurch sie schwach werden, was schließlich zu Lähmungen führt.

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

Menschen, die eine vollständige Lähmung erfahren, aber Bewusstsein, Kognition, Augenbewegungen und Blinzeln beibehalten, werden als "locked-in" -Syndrom definiert.

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

Sobald jedoch die Störung fortschreitet und auch die Augenmuskelbewegungen aufhören zu funktionieren - das sogenannte "Locked-In-Syndrom" -, ist die Kommunikation unmöglich geblieben. Bis jetzt.

Mehr als zwei Drittel der fortgeschrittenen ALS-Patienten reagierten korrekt

Ein multinationales Team unter der Leitung von Prof. Niels Birbaumer am Wyss Center für Bio- und Neuroengineering in Genf führte eine Studie durch, um zu untersuchen, ob eine Gehirn-Computer-Schnittstelle auf der Basis von funktioneller Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) eine vollständig gesperrte Kommunikation ermöglichen könnte -in-Syndrom. Die Studienergebnisse wurden veröffentlicht PLOS Biologie.

Birbaumer und das Team arbeiteten mit vier Personen mit fortgeschrittener ALS in einem permanenten Zustand des vollständig blockierten Syndroms und zwei, die in das Stadium des vollständig blockierten Syndroms eintraten. Die Studienteilnehmer hatten keine verlässlichen Kommunikationsmittel übrig.

Durch die Verwendung der Gehirn-Computer-Schnittstelle lernten die Menschen mit fortgeschrittenem ALS, persönliche Fragen mit bekannten Antworten und offenen Fragen zu beantworten, die ein "Ja" oder "Nein" erforderten, indem sie die Antworten durchdachten. Die Schnittstelle erfasste Antworten durch Messen der Veränderungen der Blutsauerstoffspiegel im Gehirn.

Frühere Theorien deuteten darauf hin, dass Menschen mit einem vollständig eingesperrten Syndrom das zielgerichtete Denken, das für die Verwendung einer Gehirn-Computer-Schnittstelle benötigt wird, fehlen und als nicht kommunikationsfähig gekennzeichnet wurden. Die Forscher stellten jedoch fest, dass die Fragen in 70 Prozent der Studien zu richtigen Antworten führten, wodurch frühere Theorien zunichte gemacht wurden.

"Die frappanten Ergebnisse bringen meine eigene These auf den Kopf, dass Menschen mit komplettem Locked-in-Syndrom nicht kommunikationsfähig sind", sagt Birbaumer. "Wir fanden heraus, dass alle vier Patienten, die wir getestet haben, die persönlichen Fragen, die wir ihnen gestellt haben, beantworten konnten. Wenn wir diese Studie in mehr Patienten wiederholen können, glaube ich, dass wir brauchbare Kommunikation in vollständig gesperrten Staaten für Menschen wiederherstellen können mit Motorneuron-Erkrankungen ", fügt er hinzu.

Technologie könnte "großen 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 wochenlange Befragung wiederholte.

Professor Birbaumer und seine Kollegen stellen fest, dass sie von der positiven Reaktion der vier Patienten mit komplettem "locked-in" -Syndrom überrascht waren, als sie nach ihrer Lebensqualität gefragt wurden. "Alle vier haben eine künstliche Beatmung akzeptiert, um ihr Leben zu erhalten, wenn das Atmen unmöglich geworden ist. In gewissem Sinne haben sie sich bereits entschieden zu leben", erklärt er.

"Was wir beobachtet haben, war, dass sie, solange sie zu Hause eine befriedigende Behandlung erhielten, ihre Lebensqualität als akzeptabel empfanden. Wenn wir diese Technik klinisch weithin verfügbar machen könnten, könnte das einen großen Einfluss auf den Alltag haben." das Leben von Menschen mit komplettem Locked-in-Syndrom ", ergänzt Birbaumer.

Die Familie eines der Teilnehmer bat die Forscher um die Frage, ob er seiner Tochter erlauben würde, ihren Freund zu heiraten. Neunmal von den 10 Malen, die die Frage gestellt wurde, war die Antwort "nein".

"Die Wiederherstellung der Kommunikation für vollständig eingesperrte Patienten ist ein entscheidender erster Schritt in der Herausforderung, sich wieder zu bewegen", 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 Menschen mit Lähmungen infolge von ALS, Schlaganfall oder Rückenmarksverletzungen zur Verfügung steht. Die in der Studie verwendete Technologie hat auch breitere Anwendungen, von denen wir glauben könnte weiterentwickelt werden, um Menschen mit einer Vielzahl von neurodisorders zu behandeln und zu überwachen. "

Prof. John Donoghue

Der Fortschritt, der mit dieser Gehirn-Computer-Schnittstelle gemacht wird, ist möglicherweise der erste Schritt in Richtung auf die Abschaffung vollständig blockierter Zustände - zumindest für Menschen mit fortgeschrittener ALS.

Erfahren Sie mehr über zerstörerische Gehirnzellen, die motorische Neuronen bei ALS zerstören.

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