Verbesserte Motorik durch virtuell verstärktes Gangtraining führt zu Veränderungen im Hirn

In einer longitudinalen Pilotstudie konnte bei Patienten mit einer inkompletten Querschnittlähmung zum ersten Mal eine positive Beziehung zwischen trainingsinduzierten Verbesserungen und Volumenveränderungen im Hirn und Hirnstamm während einer rehabilitativen Intervention festgestellt werden.

Autor

Dr. Michael Villiger arbeitet seit 2012 am Zentrum für Paraplegie Balgrist als Wissenschaftlicher Assistent. Ihm gefällt es, angewandte Forschung zu betreiben, die den Patientinnen und Patienten, mit denen er eng zusammenarbeitet, direkt zu Gute kommen. Als ursprünglicher Davoser zieht es ihn immer noch häufig in die Berge und er liebt es, den gelben Filzbällen hinterherzurennen - oder dies anderen beizubringen.

Michael Villiger
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Diese neuronalen Veränderungen werden schon nach vier Wochen intensiven Trainings sichtbar.

Im Fachjournal „Frontiers in Human Neuroscience“ erscheint eine Magnetresonanztomographie-Studie (Villiger et al. 2015), welche die Beziehung zwischen trainingsinduzierten Verbesserungen der Balance, der Muskelkraft und Mobilität mit spezifischen Volumenveränderungen in verschiedenen Hirnarealen bei neun Patienten mit einer inkompletten Querschnittverletzung herstellt. Diese Veränderungen zeigen, dass der Erfolg von rehabilitativen Massnahmen einen direkten Zusammenhang mit plastischen Hirnveränderungen widerspiegelt.

Diese Studie ist durch die fehlende Kontrollgruppe limitiert. In einer Folgestudie untersuchen wir deshalb trainingsinduzierte Veränderungen im Hirn und Rückenmark durch Training der oberen oder unteren Extremitäten in Patienten mit einer Querschnittverletzung und gesunden Kontrollen. Weiter fokussieren wir uns auf die zugrunde liegende Mikrostruktur (z.B. verbesserte Isolation der Nervenzellen durch Myelin).

volumenveraenderung

Links: Korrelationen zwischen den Volumenveränderungen im Gehirn und den funktionellen und klinischen Verbesserungen (Rot: Berg Balance Scale; Gelb: Lower Extremity Motor Score; Grün: Spinal Cord Independence Measure).

Rechs: Schematische Darstellung der Korrelationen. Je grösser die trainings-induzierte Verbesserung ist, desto grösser ist die Volumenveränderung.

Durch bildgestützte Verfahren besteht die Möglichkeit, zusätzliche Informationen über die Intensität und Spezifität von rehabilitativen Therapien zu gewinnen und diese beim Patienten individuell anzupassen. Zudem besteht die Möglichkeit subklinische Veränderungen zu detektieren und die klinische Beurteilung zu vervollständigen.

Fachjournal „Frontiers in Human Neuroscience

Dr. Michael Villiger verfasste den Blogbeitrag zusammen mit Co-Autor Patrick Grabher.

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