Fehlt die Hand, dann fehlt mehr als ein Körperteil. Im Gehirn verlieren bestimmte Nervenzellen plötzlich ihre Aufgabe. Jene grauen Zellen, die Informationen aus der Hand, aus Arm oder Bein verarbeiteten, sind plötzlich arbeitslos und suchen sich neue Aufgaben. Sie reagieren schon wenige Stunden nach dem Verlust eines Körperteils auf Reize aus anderen Körperregionen, sagt der Psychologe Professor Thomas Weiss von der Uni Jena.
"Wenn man davon ausgeht, dass dann vielleicht auch einige Neuronen da sind, die normalerweise auf Schmerz aus der Hand reagieren, und nun aber auf Information von stumpf oder Gesicht reagieren, kann man sich leicht vorstellen, dass ein Phänomen entsteht, das wir Phantomschmerz nennen. "
Diese Schmerzen quälen etwa jeden zweiten Patienten nach dem Verlust eines Körperteils. Bislang bekämpften die Mediziner ihn meist medikamentös. Jenaer Forscher hatten nun die Idee, den Schmerz an der Wurzel zu packen, indem sie dem Hirn vorgaukeln, die Hand existiere noch.
"Die Idee, das zu verändern, war dann einfach zu probieren, diese funktionelle Umorganisation zurückzudrehen oder aufzuhalten."
Hightechhandprothesen werden heute durch Muskelspannungen gesteuert und sie besitzen Sensoren, die spüren, wenn ein Glas aus der Hand zu rutschen droht. Diese Information bekommen die Motoren in der Hand und packen kräftiger zu. Bislang geschah das ganz automatisch und ohne dass der Patient etwas davon merkte. Das änderten die Jenaer Forscher, sagt der Direktor der Unfallchirurgie, Professor Gunter Hofmann.
"Das Neue an dieser Prothese ist letztendlich die Möglichkeit des Feedbacks, also die Prothese meldet zurück. Sie vollzieht nicht nur eine gewünschte, mehr oder weniger dosierte Bewegung, sondern sie gibt auch ein Feedback, über das, was die Prothese gemacht hat."
Per Funk werden die Bewegungen der Hand an ein auf dem Oberarm befestigtes dünnes Gerät gesendet. Das wandelt die Information in einen spürbaren Reiz um.
"Das kann man thermisch machen, man kann kribbeln machen, Summreiz oder leichter Schmerz, auch ein leichter Schmerz dient zur Information. Wenn beispielsweise die Prothese eine Bewegung macht, die nicht zweckdienlich ist, kann man durchaus auch die Möglichkeit der leichten Schmerzrückkopplung in Betracht ziehen."
Thomas Weiss entschied sich für ein mehr oder minder sanftes Kribbeln, mit dem das Empfangsgerät informiert, was die Kunsthand gerade macht, mit welcher Kraft ihr Träger zugreift.
"Das Kribbeln ist sozusagen an einer Stelle, wenn ich leicht zugreife. Es ist an einer anderen Stelle, wenn etwas stärker zugreife und wenn ich ganz stark zugreife, dann sind alle Elektroden gleichzeitig stimuliert. Dass also das Gefühl auch detektiert werden kann. Man kann lernen, wie man zugreift und unsere Patienten lernen innerhalb von 14 Tagen beispielsweise ein rohes Ei zu greifen, eine Mandarine zu schälen."
Auch wenn wir ein Ei greifen, eine Mandarine schälen, informiert die Hand unser Hirn, ohne das wir davon etwas mitbekommen. Genau das passiert nun mit dem elektronisch erzeugten Kribbeln: Das für die Hand zuständige Hirnareal erhält wieder eine Rückmeldung. Die Nerven sind wieder mit der Hand beschäftigt.
"Die Neuronen bekommen wieder Informationen, auch wenn es ein künstlicher Effekt ist, und damit wird zumindest das Ausmaß dieser Umorganisation eingeschränkt. Und Neuronen, die mit Schmerz zu tun hatten, werden dementsprechend auch wieder eher normal versorgt und damit reduziert sich das Ausmaß von Phantomschmerz."
Und das in erstaunlichem Maße: Patienten, die täglich über starken Schmerz in der amputierten Hand klagten, kommen nun ohne Medikamente aus. Ob dieser Effekt von Dauer ist, oder das Hirn die List irgendwann durchschaut, muss sich erst noch erweisen. Doch erst einmal gilt: Fingerspitzengefühl zahlt sich aus.
"Wenn man davon ausgeht, dass dann vielleicht auch einige Neuronen da sind, die normalerweise auf Schmerz aus der Hand reagieren, und nun aber auf Information von stumpf oder Gesicht reagieren, kann man sich leicht vorstellen, dass ein Phänomen entsteht, das wir Phantomschmerz nennen. "
Diese Schmerzen quälen etwa jeden zweiten Patienten nach dem Verlust eines Körperteils. Bislang bekämpften die Mediziner ihn meist medikamentös. Jenaer Forscher hatten nun die Idee, den Schmerz an der Wurzel zu packen, indem sie dem Hirn vorgaukeln, die Hand existiere noch.
"Die Idee, das zu verändern, war dann einfach zu probieren, diese funktionelle Umorganisation zurückzudrehen oder aufzuhalten."
Hightechhandprothesen werden heute durch Muskelspannungen gesteuert und sie besitzen Sensoren, die spüren, wenn ein Glas aus der Hand zu rutschen droht. Diese Information bekommen die Motoren in der Hand und packen kräftiger zu. Bislang geschah das ganz automatisch und ohne dass der Patient etwas davon merkte. Das änderten die Jenaer Forscher, sagt der Direktor der Unfallchirurgie, Professor Gunter Hofmann.
"Das Neue an dieser Prothese ist letztendlich die Möglichkeit des Feedbacks, also die Prothese meldet zurück. Sie vollzieht nicht nur eine gewünschte, mehr oder weniger dosierte Bewegung, sondern sie gibt auch ein Feedback, über das, was die Prothese gemacht hat."
Per Funk werden die Bewegungen der Hand an ein auf dem Oberarm befestigtes dünnes Gerät gesendet. Das wandelt die Information in einen spürbaren Reiz um.
"Das kann man thermisch machen, man kann kribbeln machen, Summreiz oder leichter Schmerz, auch ein leichter Schmerz dient zur Information. Wenn beispielsweise die Prothese eine Bewegung macht, die nicht zweckdienlich ist, kann man durchaus auch die Möglichkeit der leichten Schmerzrückkopplung in Betracht ziehen."
Thomas Weiss entschied sich für ein mehr oder minder sanftes Kribbeln, mit dem das Empfangsgerät informiert, was die Kunsthand gerade macht, mit welcher Kraft ihr Träger zugreift.
"Das Kribbeln ist sozusagen an einer Stelle, wenn ich leicht zugreife. Es ist an einer anderen Stelle, wenn etwas stärker zugreife und wenn ich ganz stark zugreife, dann sind alle Elektroden gleichzeitig stimuliert. Dass also das Gefühl auch detektiert werden kann. Man kann lernen, wie man zugreift und unsere Patienten lernen innerhalb von 14 Tagen beispielsweise ein rohes Ei zu greifen, eine Mandarine zu schälen."
Auch wenn wir ein Ei greifen, eine Mandarine schälen, informiert die Hand unser Hirn, ohne das wir davon etwas mitbekommen. Genau das passiert nun mit dem elektronisch erzeugten Kribbeln: Das für die Hand zuständige Hirnareal erhält wieder eine Rückmeldung. Die Nerven sind wieder mit der Hand beschäftigt.
"Die Neuronen bekommen wieder Informationen, auch wenn es ein künstlicher Effekt ist, und damit wird zumindest das Ausmaß dieser Umorganisation eingeschränkt. Und Neuronen, die mit Schmerz zu tun hatten, werden dementsprechend auch wieder eher normal versorgt und damit reduziert sich das Ausmaß von Phantomschmerz."
Und das in erstaunlichem Maße: Patienten, die täglich über starken Schmerz in der amputierten Hand klagten, kommen nun ohne Medikamente aus. Ob dieser Effekt von Dauer ist, oder das Hirn die List irgendwann durchschaut, muss sich erst noch erweisen. Doch erst einmal gilt: Fingerspitzengefühl zahlt sich aus.