BCI4REHAB - Modellierung rehabilitationsinduzierter kortikaler Reorganisation nach Schlaganfall: Entwicklung von Konzepten und Methoden zur Nutzung nicht-invasiver Brain-Computer Interface (BCI) Technologie für die Erfassung neuronaler Plastizität.

  • Solis Escalante, Teodoro, (Co-Investigator (CoI))
  • Moitzi, Günter, (Co-Investigator (CoI))
  • Aigner, Gabriele, (Co-Investigator (CoI))
  • Seeber, Martin, (Co-Investigator (CoI))
  • Wagner, Johanna, (Co-Investigator (CoI))
  • Scherer, Reinhold (Principal Investigator (PI))
  • Jehna, Margit, (Co-Investigator (CoI))

Project: Research project

Description

Ein Schlaganfall, ausgelöst durch eine Unterbrechung der Sauerstoffzufuhr zum Gehirn, kann zu Schädigungen der Nervenzellen und damit zu kognitiven und motorischen Ausfällen bei den betroffenen Personen führen. In Österreich erleiden jährlich ca. 20.000 Personen einen Schlaganfall. Viele der Betroffenen haben bleibende Sprachstörungen (20%) und Lähmungen (70 %), welche sich nachhaltig auf ihr weiteres Leben auswirken. Eine gezielte und zeitlich abgestimmte Rehabilitation kann laut aktuellen Erkenntnissen die neuronale Plastizität des Gehirns optimal nutzen und gezielt neuronale Reorganisation induzieren, um Folgeschäden zu minimieren.


Vielversprechende Methoden kortikale Reorganisationsprozesse kontrolliert zu beschleunigen sind zum einen die robotergestützte Rehabilitation und zum anderen in letzter Zeit auch vermehrt der Einsatz von Neurofeedback und Brain-Computer Interface (BCI) Technologie. Robotergestütze Rehabilitation, im Gegensatz zur konventionellen Therapie, ermöglicht das Setzen hochfrequenter, afferenter Stimuli, die gezielt auf die Bedürfnisse und die motorischen Fähigkeiten eines Patienten eingestellt werden können. BCI Technologie hingegen ermöglicht es die Gehirnaktivität direkt zu übersetzen und zu beobachten. Kortikale Veränderungen könnten dadurch beispielsweise, noch bevor Patienten funktionelle motorische Verbesserungen wahrnehmen, bereits identifiziert und entsprechend rückgemeldet werden. Ein den Gehirnmustern von Patienten angepasstes BCI kann in weiterer Folge auch in dessen häuslichem Umfeld als unterstützendes Kommunikationsmittel eingesetzt werden, und trägt dadurch zu mehr Unabhängigkeit und einer erhöhter Lebensqualität bei. Damit BCI Technologie den bestmöglichen Nutzen bringen kann, müssen jedoch mathematische Modelle gefunden werden, welche die Veränderungen der Gehirnaktivität nach einem Schlaganfall beschreiben und mit dem therapiebedingten funktionellem Outcome und neurophysiologischen Defiziten korrelieren.


Das Ziel dieses Projektes ist es, rehabilitationsinduzierte Änderungen in der Gehirnaktivität von Schlaganfallpatienten zu messen und diese Mithilfe statistischer Datamining- und Mustererkennungsmethoden zu modellieren. Die Bündelung der Expertise der Projektpartner in den Bereichen der robotergestützten Schlaganfallrehabilitation, der funktionalen Gehirnforschung und BCI bildet eine optimale Grundlage für die Entwicklung innovativer Konzepte, Paradigmen und Methoden, die zu neuen Erkenntnissen und zur Erweiterung des Fachwissens über die neuronale Plastizität nach Schlaganfall führen. Die im Rahmen dieses Projektes entwickelten computergestützten Modelle stellen die Basis für weitere technologische Entwicklungen im Bereich der BCI-basierten Schlaganfallrehabilitation und -diagnostik dar. Diese, und die durch das Projekt neu entstandenen Synergien und Netzwerke werden den Forschungsstandort Steiermark stärken und diesem in Zukunft eine noch wichtigere Rolle zukommen lassen.
StatusFinished
Effective start/end date1/05/1130/04/12