Zerebrale Mechanismen und klinische Wirksamkeit der Spiegelillusion

Abstract

Der Schlaganfall gehört zu den häufigsten Ursachen für eine Behinderung im Erwachsenalter. Dabei weisen vor allem schwere Armlähmungen eine schlechte Prognose auf. Die Rehabilitation beruht weiterhin meistens auf indirekter zerebraler Stimulation durch hochfrequente Übungsbehandlung der betroffenen Extremität. Durch Nutzung der visuellen Körperrepräsentation kann aber auch eine direkte Stimulation geschädigter Areale erreicht werden. Eine dieser Techniken ist die Spiegelillusion, bei der über einen Spiegel die nicht- betroffene Extremität so präsentiert wird, als wäre es die betroffene Extremität. Die vorliegende Arbeit beschreibt zunächst eine Serie von insgesamt vier Bildgebungsstudien an hirngesunden Probandinnen und Probanden, die die zerebralen Mechanismen der Spiegelillusion präzisierten. Es wurden zwei dissoziierte Aktivierungsmuster bei der Durchführung von Bewegungen unter visueller Kontrolle identifiziert, die unabhängig voneinander moduliert werden können: Das bilaterale Aktivierungsmuster in den primär motorischen Kortizes ist lateralisiert kontralateral zur aktuell bewegten Hand, das in den Precunei ist lateralisiert kontralateral zur visuell wahrgenommenen Hand. Somit führt die Bewegungsspiegelung zu einer quantifizierbaren Aktivitätsumkehr und damit lateralisierten Aktivierung im Bereich der Precunei. Dieses Muster findet sich nicht bei der reinen Bewegungsbeobachtung. Eine eventuelle zusätzliche Bewegungsspiegelung in der Sagittalebene stellt einen weiteren, davon unabhängigen Prozess dar. Weitere Studien beschrieben die therapeutischen Effekte der längerfristigen Anwendung der Spiegelillusion als Spiegeltherapie bei Patientinnen und Patienten nach Schlaganfall. In einer randomisierten klinischen Studie konnten positive Effekte auf die Motorik, die Sensibilität und einen eventuell vorliegenden Hemineglect gezeigt werden. In einer prospektiven Studie wurden beide Ansätze kombiniert: Hier zeigte die vor Therapiebeginn gemessene Aktivitätsänderung in den Precunei durch die Spiegelillusion einen prädiktiven Wert für den Erfolg eines Therapieregimes unter Einschluss der Spiegeltherapie. Durch diese Serie von neurophysiologischen und klinischen Befunden konnte ein optimiertes Therapieprotokoll definiert werden. Perspektivisch bieten die Arbeiten eine Grundlage zur Integration der funktionellen Bildgebung in die Therapieplanung für die neurologische Rehabilitation.

Stroke is one of the leading causes for adult’s disability. Among the different symptoms after stroke, the prognosis of severe arm paresis is particularly poor. Currently, rehabilitation is still mainly based on indirect cerebral stimulation by highly repetitive training of the affected limb. However, visual body representation techniques could stimulate the affected areas directly. One of these techniques is mirror therapy, presenting the non- affected limb via a mirror in such a way that it appears to be the affected one. This thesis first describes a series of four imaging studies in healthy subjects, specifying the cerebral mechanisms of the mirror illusion. These studies identified two dissociated activation patterns during movement execution under visual control: The bilateral activation in the primary motor areas is lateralised contralateral to the actual moving limb, the bilateral activation in both precunei is lateralised contralateral to the visually perceived limb. Thus, movement mirroring leads to a quantifiable inversion and lateralised activation of the precunei. This pattern is different during pure movement observation. Movement mirroring in the sagittal plane is a further, independent process. Two further studies of this thesis describe the therapeutic effects of a long-term application of the mirror illusion as mirror therapy in patients after stroke. In a randomised controlled study, positive effects on motor function, sensory deficits and a possibly existing hemineglect could be shown. In a second, prospective clinical study, both approaches were combined: Now, the activation change in both precunei prior to therapy revealed a predictive value for the success of a therapy regime including mirror therapy. This series of neurophysiological and clinical studies led to the definition of an optimised therapy protocol. It provides a perspective for integration of functional imaging techniques in therapy planning in neurorehabilitation.