Infolge einer massiven Schädigung des Gehirns verharren Betroffene oftmals bewegungslos im Bett und zeigen keinerlei Reaktion auf Ansprache, was aus medizinischer Sicht als Bewusstlosigkeit eingestuft wird. Untersuchungen des an der New Yorker Columbia University tätigen Neurologen Jan Claassen belegen jedoch, dass ein Teil dieser Betroffenen ihre Umwelt möglicherweise wesentlich intensiver wahrnimmt als bisher angenommen und sogar zur Kommunikation fähig ist.
Kognitiv-motorische Dissoziation bei Hirnverletzungen
Claassen gehört zu den Pionieren, die das sogenannte verborgene Bewusstsein erforscht haben. Bereits im Jahr 2019 untersuchte er mithilfe üblicher EEG-Technologie und künstlicher Intelligenz die Hirnströme von bewusstlosen, hirnverletzten Patienten und entdeckte bei 15 Prozent Anzeichen dafür, dass ein Bewusstsein vorhanden war. Die Patienten konnten zwar nicht mit den Augen blinzeln oder die Zehen bewegen, doch in den EEG-Aufzeichnungen zeigten sich Aktivitäten, die darauf hinwiesen, dass sie versucht hatten, der Aufforderung zu folgen.
Die Medizin spricht in solchen Fällen von einer kognitiv-motorischen Dissoziation (CMD). Die Hirnregionen für Denken und Handlungsplanung sind dabei noch aktiv, allerdings erreichen die Signale die motorischen Zentren nicht mehr. Untersuchungen zeigten, dass Patienten mit CMD eine höhere Wahrscheinlichkeit haben, das Bewusstsein wiederzuerlangen.
Kommunikation über Gehirn-Computer-Schnittstelle
In der aktuellen Studie ging Claassen einen Schritt weiter und gab Patienten mit einem verborgenen Bewusstsein die Möglichkeit, auf Aufforderungen zu reagieren. Insgesamt nahmen 41 klinisch nicht ansprechbare Patienten mit einer akuten Hirnverletzung teil. Ein Drittel von ihnen reagierte auf die Anweisung, die Höhe eines Pieptons zu steuern, was ihnen allein mit der Kraft ihrer Gedanken gelang.
Für den Versuch nutzten die Forscher EEG-Drähte, die ohnehin routinemäßig für die Überwachung auf der Intensivstation am Kopf der Patienten befestigt sind. Über Kopfhörer wurde den Patienten ein Piepton vorgespielt, während eine Stimme sie aufforderte, die Tonhöhe durch Öffnen und Schließen der Hände zu steuern. Die gemessenen Hirnströme wurden an einen Computer weitergeleitet, der die Signale umsetzte. Nach einer kurzen Einarbeitungszeit gelang es den Betroffenen schon wenige Tage nach dem erlittenen Hirntrauma, die Pieptöne eigenständig zu regulieren.
EEG wird in der klinischen Praxis täglich auf der Intensivstation eingesetzt.
Der einzige anspruchsvolle Teil der Mensch-Maschine-Schnittstelle sei das neu entwickelte Computerprogramm, das die Daten in Echtzeit analysiert und das Feedback des Patienten übersetzt und umsetzt, so Claassen.
Perspektiven für die Intensivmedizin
Bislang bekannte Gehirn-Computer-Schnittstellen für Querschnittsgelähmte erfordern die Implantation eines Computerchips in die Hirnoberfläche, was für bewusstlose Patienten mit schweren Hirnverletzungen ungeeignet ist. Der neue Ansatz mit bestehenden EEG-Drähten erfordert dagegen keine Operation.
Eine routinemäßige CMD-Diagnostik ist derzeit noch nicht verfügbar, könnte aber künftig helfen, die Heilungschancen eines hirnverletzten Patienten abzuschätzen. Die Forscher planen, das Kommunikationssystem weiter zu verfeinern.
Unser Ziel ist es, das System so zu verfeinern, dass die vermeintlich bewusstlosen Patienten ihren Ärzten und Angehörigen mitteilen können, wie es ihnen geht, ob sie etwa Schmerzen haben oder hungrig sind.
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