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Beim Rechnen große Augen machen

Kommunikation im Grenzbereich Beim Rechnen große Augen machen

Wer am Locked-in-Syndrom leidet, ist gefangen in seinem Körper. Die Betroffenen sind bei Bewusstsein, können sich aber nicht bemerkbar machen. Eine neue Art der Kommunikation soll ihnen helfen.

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Quelle: Grafik: Vera Lehmann

Marburg. Forscher unter anderem aus Marburg haben ein neues System entwickelt, um mit sogenannten Locked-in-Patienten zu kommunizieren. Den sprach- und bewegungslosen Menschen sei es so möglich, mit wenig Technik und innerhalb weniger Sekunden auf Ja- oder Nein-Fragen zu antworten, berichten die Wissenschaftler um Professor Wolfgang Einhäuser im Fachmagazin „Current Biology“.

Dafür wird die Größe der Pupillen gemessen. Das System funktioniere mit einem Laptop und einer Kamera, Spezialgeräte und aufwendiges Training seien nicht nötig, schreiben die Forscher.

Zum Team gehören auch Wissenschaftler aus Belgien, Australien und den USA.

Menschen mit dem Locked-in-Syndrom können sich bei vollem Bewusstsein weder bewegen noch sprechen. Ihnen ist es oft nur möglich, etwa Augen oder Lider zu bewegen und sich auf diese Weise verständlich zu machen. Ursache ist zum Beispiel ein Schlaganfall.

Geistige Anstrengung

Die neue Methode macht sich Veränderungen der Pupille zunutze, wie sie etwa beim Kopfrechnen zu beobachten sind, wie Einhäuser erklärt. „Geistige Anstrengung ruft automatisch eine Pupillenerweiterung hervor. Unsere Idee war, diese zu messen.“ Also wurden zunächst sechs gesunden Testpersonen Fragen gestellt wie: „Sind Sie 20 Jahre alt?“. Nun mussten sie eine Rechenaufgabe lösen - aber nur, wenn die richtige Antwort auf die Eingangsfrage auf einem Bildschirm angezeigt wurde.

Die Vergrößerung der Pupille konnten die Wissenschaftler mit einer Kamera messen und in die korrekte Antwort etwa zu „Sind Sie 20 Jahre alt?“ übersetzen. Einhäuser und sein Team testeten das System dann an sieben Locked-in-Patienten.

In vielen Fällen konnten die Forscher nach eigenen Angaben anhand der Pupillenreaktion eine Antwort erkennen. Die Methode könne möglicherweise auch eingesetzt werden, um den Zustand eines Patienten einzuschätzen, bei dem unklar ist, ob er bei Bewusstsein ist.

Vielseitige Reaktivität

„Es ist bemerkenswert, dass ein scheinbar so einfaches physiologisches System wie das der menschlichen Pupille über eine so große Bandbreite an Reaktionen verfügt, dass es eine so komplexe Aufgabe wie Kommunikation erfüllen kann“, erklärt der Neurophysiker Einhäuser.

Er räumte ein, dass die Methode noch genauer und schneller werden könne. „Die Trefferquote liegt bislang bei 70 bis 90 Prozent.“ Doch das seien überwindbare technische Hürden. Schon jetzt könnte das System einen wichtigen Unterschied für die Patienten bedeuten.

von Tim Gabel und unserer Agentur

Zur Person

Wolfgang Einhäuser-Trey-er hat in Heidelberg und Zürich Physik studiert und 2004 seinen Doktortitel an der Eidgenössisch Technischen Hochschule Zürich gemacht. Bevor er 2008 in Marburg die Professur für Neurophysik antrat, arbeitete er als „Post-doc“ in Kalifornien und der Schweiz.

Wolfgang Einhäuser-Treyers zentrales Forschungs-interesse ist die Wahrnehmung und die Aufmerksamkeit unter realen Bedingungen. Als einer der ersten Forscher führt er Untersuchungen von Blickbewegungen und -richtung in der „echten Welt“ durch und studiert die Kontrolle des Blicks jenseits der standardisierten Laborversuche. Was schauen sich Menschen an, wenn sie sich etwas anschauen?

Diese Frage ist nicht nur für Wissenschaftler, sondern auch für die Marktfor-schung und Medizin interessant. Einhäuser-Treyer hat unter anderem eine tragbare Kamera entwickelt, die „EyeSeeCam“. Sie zeichnet Augenbewegungen auf, gleichzeitig läuft ein Videostream, der Daten liefert und die Umgebung abfilmt. Mehr über die bisherigen Forschungprojekte von Wolfgang Einhäuser-Treyer lesen Sie auf dieser Seite.

Mehr Wissen 1: Das Locked-in-Syndrom

Das Locked-in-Syndrom ist ein Krankheitsbild, bei dem sich Patienten bei vollem Bewusstsein weder bewegen noch sprechen können. Betroffenen ist es nur noch möglich, ihre Augen in vertikaler Richtung hin- und herzurollen und ihre Lider zu heben oder zu senken. Wird ein Locked-in-Syndrom erkannt, ist eine Verständigung über diese minimalen Bewegungen möglich. Diagnostizieren Ärzte die Krankheit nicht, werden Betroffene oft als Wachkoma-Patienten eingestuft. Bei tragischen Fällen können Jahre vergehen, bis sie sich verständlich machen können. Ursache für die Krankheit ist eine querschnittartige Unterbrechung der motorischen Nervenbahnen, zum Beispiel durch einen massiven Schlaganfall. Beschrieben wurde das Syndrom 2008 sehr anschaulich im Kinodrama «Schmetterling und Taucherglocke» des amerikanischen Regisseurs Julian Schnabel. Es zeichnet nach einer wahren Lebensgeschichte das Schicksal des 43-jährigen französischen „Elle“-Chefredakteurs Jean-Dominique Bauby nach. Bauby lebte 14 Monate mit dem Locked-in-Syndrom und diktierte bis zu seinem Tod durch Blinzeln ein Buch über seine Empfindungen. (dpa)

Mehr Wissen 2: Wachkoma

Das apallische Syndrom – auch Wachkoma genannt – ist ein Krankheitsbild, das durch schwere Schädigungen des Gehirns hervorgerufen wird.

Ursachen sind etwa Verkehrsunfälle, Hirnblutungen, Schlaganfälle, Infektionen des Gehirns oder Sauerstoffmangel durch eine Reanimation.

Wachkoma-Patienten nehmen ihre Umgebung nicht bewusst wahr und können auch nicht mit ihr kommunizieren. Angaben zur Zahl der Betroffenen sind kaum zu bekommen:

Nach Auskunft des Bundesgesundheitsministeriums führen weder das Ministerium noch das Statistische Bundesamt eine Statistik dazu. Die Deutsche Wachkoma Gesellschaft schätzt die Zahl der Wachkoma-Patienten auf derzeit 14 000, Tendenz steigend. Darunter sind auch Patienten, die später wieder erwachen oder sterben.

In jedem Jahr fielen rund 5000 Menschen in ein Wachkoma. Auch diese Zahl nehme zu. Dies führt der Bundesvorsitzende Armin Nentwig vor allem darauf zurück, dass Kranke und Verletzte in Notfällen zwar durch Wiederbelebung immer öfter vor dem Tod gerettet würden. Infolge des entstandenen Sauerstoffmangels fielen sie jedoch in ein Wachkoma. (dpa)

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