In einem europäischen Forschungsprojekt eines steirischen Unternehmens kommt auch Künstliche Intelligenz zum Einsatz, um die motorischen Funktionen von Schlaganfall-Patienten zu verbessern.
Jährlich sind weltweit rund 25 Millionen Menschen von einem Schlaganfall betroffen. Für die Mehrheit der Patientinnen und Patienten bedeutet dies eine permanente Einschränkung in ihrer Bewegung. Das österreichische Unternehmen g.tec Guger Technologies entwickelt im Rahmen eines Marie Skłodowska-Curie-Forschungsprojekts nun einen neuen Ansatz. Dabei setzt Projektkoordinator Dr. Christoph Guger auch auf Künstliche Intelligenz, um mit direkter Gehirnstimulation die motorischen Funktionen bei Patienten gezielt zu verbessern. Mit Unterstützung der FFG gelang es Mittel aus dem EU-Forschungsrahmenprogramm „Horizon 2020“ zu lukrieren und Dr. Ren Xu, einen exzellenten Forscher aus China, ins Unternehmen zu holen. Nun wird gemeinsam mit Projektpartner Kepler Universitätsklinikum am viel versprechenden Prinzip der gepaarten assoziativen Stimulation gearbeitet.
Der Patient bekommt positive Rückmeldung, wenn er sich die Bewegung richtig vorstellt.
Fotocredit: g.tec Guger Technologies
Ausgangslage des Projekts "MoveAGAIN"
Es wird intensiv an Therapieansätzen und Medikamenten geforscht – dennoch sind die aktuellen Rehabilitationsmöglichkeiten, mit denen ein Schlaganfall-Patient seine motorischen Fähigkeiten wie Hand- oder Beinbewegung zurückerlangen kann, relativ begrenzt. "Die Aussicht, chronische Beeinträchtigungen nach einem Schlaganfall verbessern zu können, hat uns zur Entwicklung des MoveAGAIN Projektes inspiriert", so Projektkoordinator Christoph Guger, Geschäftsführer bei Guger Technologies mit Sitz in Graz. "Unser Ziel ist es, Menschen und ihren Familien zu helfen, indem wir einen neuen Ansatz entwickeln, um bereits existierende physikalische Therapien zu unterstützen. Dafür verwenden wir direkte Gehirnstimulation, um die motorischen Funktionen zu verbessern", erläutert Guger. Patienten werden bewusst motiviert – und mit Hilfe von Neurotechnologie wird ein Kreis geschlossen, der enorm unterstützt, die Bewegungsfähigkeit wieder zu erlangen bzw. zu verbessern.
Gepaarte assoziative Stimulation
MoveAGAIN setzt auf das neue, vielversprechende Prinzip der sogenannten gepaarten assoziativen Stimulation (Paired Associative Stimulation, PAS). Das bedeutet, dass der Schlaganfallpatient den Auftrag bekommt, sich eine Hand oder Beinbewegung (MI) vorzustellen. Die Gehirnaktivitäten dieser Bewegungsvorstellung wird mit einer EEG-Haube auf dem Kopf des Patienten gemessen. Das aktiviert die beschädigten Gehirnareale und löst zwei Arten von Feedback aus: Virtual Reality und Funktionelle Elektrostimulation. Folglich wird dem Patienten eine visuelle Rückmeldung in Echtzeit (VR) gegeben und die vorgestellte Bewegung von einem virtuellen Avatar am Computerbildschirm simuliert. Diese Simulation funktioniert aber nur, wenn sich Patienten die Hand- oder Beinbewegung richtig vorstellen. Danach werden die Muskeln der beeinträchtigen Gliedmaßen in Form einer funktionellen Elektrostimulation (FES) aktiviert. Diese Gehirnstimulation fördert den Heilungsvorgang der betroffenen Gehirnareale und soll durch die genaue Erforschung der optimalen Stimulationsstelle, Frequenzen, Stromstärke und Dauer sukzessive verbessert werden.
Nahe am Patienten
Ziel von MoveAGAIN ist es, bereits vorhandene Messtechnologien zu verbessern und mittels TMS (Transcranial Magnetic Stimulation) und TDCS (Transcranial Direct Current Stimulation) zu erweitern, sowie diese Technologien mit Patienten im Rahmen von Studien zu validieren. "Die Rückmeldungen der Patienten sind für unsere Arbeit wesentlich", so Christoph Guger. Marie Skłodowska-Curie Fellow Ren Xu arbeitet für das Projekt im interdisziplinären Team des Unternehmens, auch das Kepler Universitätsklinikum ist als Partnerorganisation eingebunden.
Das Projekt setzt auf eine Kombination aus Forschung und Entwicklung sowie Datenerhebung mit dem Patienten:
Projektkoordinator Christoph Guger
Fotocredit: Guger Technologies
Fellow Ren Xu
Fotocredit: Guger Technologies
Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships
Im Rahmen der Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships können Unternehmen, Universitäten und andere Forschungsakteure zusammen mit erfahrenen Forschenden aus dem Ausland Förderung für ein Forschungsstipendium mit einer Dauer von ein bis drei Jahren beantragen. Die nächste Ausschreibung für die Marie Skłodowska-Curie Fellowships öffnet am 11. April 2019.
"Horizon 2020": Rund 75 Milliarden Euro für Forschung und Innovation
Das EU-Forschungsrahmenprogramm "Horizon 2020" ist das weltweit größte, transnationale Programm für Forschung und Innovation. Rund 75 Milliarden Euro stehen im Zeitraum 2014 bis 2020 zur Verfügung. Die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft FFG stellt als Nationale Kontaktstelle (National Contact Point, NCP) ein umfassendes Beratungs- und Informationsangebot zur Verfügung. Diese Maßnahmen werden von mehreren Ministerien (Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft und Forschung/BMBWF, Bundesministerium für Digitalisierung und Wirtschaftsstandort/BMDW, Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie/BMVIT und weiteren) und der Wirtschaftskammer Österreich finanziert.
