Stellen Sie sich vor, Sie können denken, hören und fühlen. Sie können sich aber nicht bewegen oder sprechen. Für viele KomapatientInnen ist das die harte Realität. Menschen, die am Syndrom reaktionsloser Wachheit (englisch: Unresponsive Wakefulness Syndrome) leiden, befinden sich in der Regel zwischen einer tiefen Bewusstlosigkeit und dem bewussten Wachsein. Sie haben die Augen offen, zeigen jedoch keinerlei Reaktion. Manchmal aber können externe Reize eine Reaktion auslösen. Anders ist es bei PatientInnen im minimalen Bewusstseinszustand bzw. im Wachkoma (englisch: Minimal Consciouness State): Sie zeigen sporadische Anzeichen von Bewusstsein, sind aber nicht in der Lage zu kommunizieren. PatientInnen mit Locked-In Syndrom haben sämtliche motorische Funktionen verloren, nicht jedoch ihr Bewusstsein und ihre Wahrnehmungsfähigkeit. Die fehlende Rückmeldung der PatientInnen mit Bewusstseinsstörungen stellt in der medizinischen Diagnose eine große Hürde dar.

Eine Studie von Martin Monti zeigt, dass über 40 Prozent aller PatientInnen mit dem Syndrom reaktionsloser Wachheit später von einem ExpertInnenteam zumindest mit einem minimalen Bewusstseinszustand erneut klassifiziert wurden. Das bedeutet, dass die scheinbare Bewusstlosigkeit in vielen Fällen trügt und konventionelle Diagnoseverfahren nicht immer zuverlässige Informationen liefern.

Aus diesen Gründen wird die Brain-Computer Interface (BCI)-Technologie für die Bewertung dieser Bewusstseinsstörungen eingesetzt. Mittels EEG (Elektroenzephalographie)-Signalen werden Hirnaktivitäten gemessen, um Steuerungsmöglichkeiten für beeinträchtigte Menschen zu schaffen, Bewusstseinsstörungen bei PatientInnen zu bewerten und einfache Kommunikation zu ermöglichen.

Mit der BCI-Technologie haben wir das mindBEAGLE-System entwickelt, wodurch wir ein schnelles und einfaches Assessment von PatientInnen mit Bewusstseinsstörungen schaffen. Dabei werden auditorische und taktile Stimulationen an PatientInnen durchgeführt, um Reaktionen im Gehirn auszulösen, die auf ein gewisses Level von Wahrnehmung und bewusste Verarbeitung im Gehirn des Patienten schließen lassen. Taktile Stimulationen und Bewegungsvorstellungen können zur Kommunikation verwendet werden. Während einer mindBEAGLE Assessment Session werden PatientInnen gefordert, sich auf vibrotaktile Stimulation an der rechten Hand zu konzentrieren oder sich eine Bewegung der rechten Hand vorzustellen, um eine Frage mit "Ja" zu beantworten, oder umgekehrt auf die linke Hand, um mit "Nein" zu antworten. Einige Wachkomapatienten können mit diesem System erfolgreich Ja/Nein-Fragen beantworten. Um sicher zu stellen, dass PatientInnen die Fragen bewusst beantworten, stellen wir anfangs Fragen, deren Antworten wir bereits kennen. Zum Beispiel: "Ist dein Vorname Karl?" oder "Bist du aus Österreich?" Wenn der Patient den Großteil der Fragen richtig beantwortet, haben wir einen objektiven Beweis, dass der Patient Gespräche versteht. Bei Wachkomapatienten haben wir festgestellt, dass diese Fähigkeit fluktuiert und sie an manchen Tagen nicht antworten können, an anderen Tagen wiederum schon. Locked-in-PatientInnen sind meistens in der Lage richtig zu antworten, sie ermüden aber sehr rasch. Aus diesen Gründen war es für uns wichtig, das BCI-basierte mindBEAGLE-System so zu entwickeln, dass es sehr schnell angewendet und eine Antwort aus den Gehirnströmen extrahiert werden kann.

Locked-in-PatientInnen haben in der Regel häufig visuelle Fähigkeiten, daher können BCI-Systeme auch visuelle Stimuli zur Kommunikation verwenden. Dabei werden Buchstaben und Zahlen dem Patienten am Bildschirm gezeigt, auf die er sich konzentrieren muss, den er etwas schreiben möchte. Damit schaffen wir es, dass sich PatientInnen mit der Kraft ihrer Gedanken wieder artikulieren können.

Welche Auswirkungen hat diese einfache Art der Kommunikation?

Mit diesem Brain-Computer-Interface können PatientInnen gezielt Fragen gestellt werden, wodurch sich die Interaktion mit allen Beteiligten entsprechend ändert: ÄrztInnen bekommen neue Möglichkeiten zur Langzeitbeobachtung und können Therapien gezielter planen bzw. durchführen. Angehörige bekommen die Sicherheit, dass Bewusstsein und Wahrnehmung vorhanden sind, wodurch das Ausmaß der Interaktion, Betreuung und Pflegeleistungen stark zunimmt. Ein Beispiel dafür ist eine Patientin in Italien, die aufgrund einer Hirnverletzung 6 Monate keine Reaktionen mehr zeigte. Durch unser mindBEAGLE-System konnte die Patientin 8 von 10 Fragen richtig beantworten. Dadurch hatte ihre Familie den Beweis, dass die Patientin Gespräche versteht und bei Bewusstsein ist. Danach kamen Familie und Freunde viel öfter zu Besuch und bemühten sich mehr um besseren Umgang und Kommunikation.

Die BCI-Technologie kann auch bei SchlaganfallpatientInnen verwendet werden, um motorische Fähigkeiten wieder herzustellen. Dabei wird dem Schlaganfallbetroffenen instruiert, sich eine linke oder rechte Handbewegung vorzustellen, weil das BCI-System in der Lage ist, anhand der gemessenen Gehirnaktivitäten diese Bewegungsvorstellung zu erkennen. Daraufhin wird unmittelbar der beeinträchtigte Muskel elektrisch stimuliert und die vorgestellte Handbewegung in echt durchgeführt. Diese Kopplung von kognitiven Prozessen und Motorik hilft den PatientInnen Handbewegungen wieder oder besser durchzuführen. Sie kann auch zur Verbesserung der Sprache nach dem Schlaganfall eingesetzt werden.