Der Arm ist amputiert. Doch diese Tatsache scheint unser Gehirn nur schlecht verarbeiten zu können. Als sei der Verlust einer Gliedmaße für Betroffene nicht schon schlimm genug, haben viele zudem mit Phantomschmerzen zu kämpfen. „Auf einer Skala von 0 bis 10 ordnen die meisten Betroffenen ihren Phantomschmerz bei sechs bis acht ein“, so Meike Annika Wilke, Professorin für Mathematik und Informatik von der Fakultät Life Sciences der HAW Hamburg. Herkömmliche Behandlungsmöglichkeiten sind bislang nur begrenzt erfolgreich. Zusammen mit weiteren Hochschulen und Unternehmen aus ganz Deutschland forscht die Professorin deshalb an neuartigen Therapieformen, um das Schmerzlevel zu reduzieren und setzt dabei auf den spielerischen Einsatz von Virtual Reality (VR).
Die Technologie ist inzwischen so gut, dass Erfahrungen in der virtuellen Welt zu realen körperlichen Reaktionen führen können. So reagieren etwa Menschen mit Angst vor Spinnen oft mit Schwitzen und Herzrasen auf die Berührung des Krabbeltiers in einer VR-Umgebung – so real werden die virtuellen Sinneseindrücke vom Gehirn empfunden. Diesen Effekt will sich das Forschungsprojekt PROMPT – Abkürzung für „Prothesen und Orthesen zur Mobilen und spezifischen Phantom- und Deafferierungsschmerztherapie“ – zu Nutze machen.
Virtuell real fühlen
Viele von Amputation Betroffene nutzen bereits Prothesen, die mit Hilfe von elektrischer Muskelaktivität auf Basis der noch vorhandenen Nerven gesteuert werden. Mit Hilfe von eingebauten Mikrovibratoren soll innerhalb von PROMPT nun ein somatosensorisches – also die eigene Körperwahrnehmung betreffendes – Feedback gegeben werden. Darauf abgestimmt kommen verschiedene VR-Spiele und -Experiences zum Einsatz mit denen die Betroffenen die eigene Sinneswahrnehmung trainieren.
Das Forschungsprojekt fokussiert sich auf Menschen, die einen Arm verloren haben und unter Phantomschmerzen leiden oder auf Betroffene, deren Arm gelähmt ist, weil beispielsweise nach einem Motorradunfall die Armnerven durchtrennt wurden. Hier kommt es in der Folge oft zu Deafferierungsschmerzen, die innerhalb von PROMPT wiederum mit VR bekämpft werden sollen. In der virtuellen Welt ist der Arm wieder gesund und beweglich und den Patienten werden verschiedene Aufgaben gestellt. „Sie greifen beispielsweise ins Wasser und setzen es in Bewegung, stapeln Würfel oder werfen und fangen Bälle – und das jeweils mit beiden Händen“, erklärt Wilke. Der VR-Ansatz ist somit eine Weiterführung der Spiegel-Therapie. Bei dieser wird ein Spiegel in der Körpermitte des Patienten platziert, sodass Bewegungen des gesunden Arms gespiegelt als Bewegungen des betroffenen Arms wahrgenommen werden.
Schmerz durch fehlendes Feedback?
Ziel beider Therapie-Ansätze ist eine Täuschung des Gehirns. „Forschungen zu Phantom- und Deafferenzierungsschmerzen gehen davon aus, dass die Ursache in einer sensomotorischer Inkongruenz liegen könnte“, erklärt Wilke. Das Gehirn sendet den Befehl ‚bewege den Arm‘, der wegen der fehlenden Gliedmaße jedoch einerseits nicht mehr ausgeführt werden kann, wodurch andererseits nicht das erwartete visuelle und gefühlte Feedback zurückkommt. Es kommt quasi zu einer Fehlermeldung. Durch die VR-Experiences erhält das Gehirn die erwartete Rückmeldung, die Fehlermeldungen nehmen ab – und damit auch der Schmerz. „Das ist die Theorie“, so Wilke. „Die Wirkung ist noch nicht nachgewiesen. Wir befinden uns im Stadium einer Machbarkeitsstudie.“ Sowohl für die aktuelle als auch für folgende Studien sucht das Forschungsteam deutschlandweit noch Probandinnen, betont Wilke. „Menschen mit Schmerzen nach Unter- oder Oberarmamputationen oder Armlähmungen können sich gerne bei uns melden.“ Etwa unter: promptstudie@gmail.com
Das auf drei Jahre angelegte Forschungsprojekt wird mit 2.4 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziert. Projektpartner sind neben der HAW Hamburg die Klinik für Unfallchirurgie, Orthopädie und Plastische Chirurgie der Universitätsmedizin Göttingen, die Klinische Psychologie der Universität Jena, der 3D-Scan-Entwickler Botspot, der Prothesenhersteller Ottobock und die Routine Health GmbH.
