DE102006042156A1

DE102006042156A1 - Vorrichtung zur Beeinflussung von Gehirnfunktionen eines Menschen

Info

Publication number: DE102006042156A1
Application number: DE102006042156A
Authority: DE
Inventors: Martin Prof. Dr. Tegenthoff; Hubert Prof. Dr. Dinse; Tobias Dr. Kalisch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2026-09-07
Also published as: US8046083B2; DE102006042156B4; US20080065174A1

Abstract

Vorrichtung zur Beeinflussung von Gehirnfunktionen eines Menschen durch gezielte Reizung mindestens eines Abschnitts des menschlichen Körpers, umfassend Reizmittel, die eine Reizung des zu reizenden Abschnitts ermöglichen, wobei die Reizung eine elektrische Reizung ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beeinflussung von Gehirnfunktionen eines Menschen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist wünschenswert, bei kranken oder älteren Menschen sensorische oder sensomotorische Defizite zu beheben oder zu verhindern. Beispiele dafür sind die Behandlung altersbedingter Beeinträchtigungen der Handsensibilität aufgrund der verschiedenen physiologischen und pathologischen Gegebenheiten während des Alterns. Weitere Beispiele sind die Behandlung von Patienten mit einer unwillkürlichen Bewegungsstörung (Dystonie), insbesondere im Bereich der oberen und unteren Extremitäten, sowie von Patienten mit länger andauernder Immobilisierung und von Patienten mit zentralen Lähmungen zur Verbesserung der sensomotorischen Extremitätenfunktion nach Schlaganfall. Weiterhin ist die Verbesserung der taktilen Leitungsfähigkeit blinder Menschen oder solchen mit starken Sehstörungen wünschenswert. Eine weitere zentrale Problematik gerade für ältere Menschen und für Menschen nach Schädigungen des zentralen und/oder peripheren Nervensystems besteht in der verstärkten Sturzneigung aufgrund einer verschlechterten Gangfunktion. Diese Verschlechterung gründet sich in vielen Fällen auf eine verminderte Sensibilität im Fuß/Beinbereich.
Aus der DE 10 2004 039 350 A1 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird beispielsweise die Fingerspitze eines Menschen durch zwei kleine Spitzen mechanisch stimuliert, die mit einer bestimmten Frequenz auf die Hautoberfläche zu und von dieser wegbewegt werden. Eine derartige Vorrichtung ist vergleichsweise kompliziert aufgebaut und ist hinsichtlich der erzielbaren Reizung verbesserungswürdig.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem ist die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die einfacher und/oder effektiver aufgebaut ist.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll beim Menschen Gehirnaktivität durch gezielte elektrische Reizung ausgewählter Hautbereiche beeinflussen, um auf diese Weise Wahrnehmungs- und Verhaltensleistungen zu verbessern.
Das Prinzip derartiger Veränderungen beruht darauf, dass das Gehirn über eine hohe Plastizität verfügt. Die Auslösung von Plastizität selbst unterliegt präzise definierten Randbedingungen. Diese werden durch die Erfindung gezielt genützt. Als Folge davon werden auf zellulärer und subzellulärer Ebene Mechanismen in Gang gesetzt, die zu Veränderungen der synaptischen Übertragungsstärke im Gehirn führen. Diese wiederum verändern die Art und Weise, in der die neuronalen Netzwerke des Gehirns Information aus der Umwelt verarbeiten.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann entsprechend der nachfolgenden Beschreibung gestaltet sein:
Elektrische Pulse werden auf definierte Hautbereiche übertragen. Dazu werden selbstklebende, kommerziell verfügbare Flächen-Elektroden auf vorher definierte Hautbereiche geklebt. Beispielsweise zwischen zwei dieser Elektroden fließt über die Haut des Patienten ein Strom, dessen Stärke der Reizstärke entspricht. Die Stimulation der Klebelektroden erfolgt mit Hilfe elektrischer Pulsfolgen. Diese werden von einem tragbaren Datenträger (Walkman, CD-Player, MP3-Player) abgespielt und über einen ebenfalls tragbaren entsprechend klein dimensionierten elektrischen Verstärker den Klebelektroden zugeführt.
Zur Erleichterung des Anlegens der Klebelektroden auf den Fingerspitzen können diese auf einer Folie so angeordnet werden, dass ein leichtes Ankleben auf die Fingerkuppen der Finger einer Hand möglich ist.
Die Art und Weise der Beeinflussung der Gehirnaktivität wird über die zeitliche Struktur der Pulsfolgen bestimmt (Frequenz, Pulsdauer, Anzahl der Reize, Pausen zwischen Reizen, Gesamtdauer der Reizung).
Beispielsweise kann die Stromstärke an die individuelle Empfindungsschwelle angepasst werden und beträgt in der Regel zwischen 5 mA und 7 mA. Die Reizung kann in Form von Einzelpulsen mit einer Dauer von jeweils 10 Millisekunden erfolgen. Bei der Reizabfolge können unterschiedliche Protokolle benutzt werden. Ein mögliches Protokoll sieht vor, dass eine Pulsfolge von 20 Hz für 1 Sekunde andauert und dass dieser eine Pause von 5 Sekunden folgt. Eine derartige Abfolge kann insgesamt 20 bis 30 Minuten wiederholt werden.
Zur Auslösung nachweisbarer Gehirnveränderungen ist eine 20- bis 30-minütige Anwendung ausreichend. Zur Stabilisierung der so ausgelösten Gehirnveränderungen können die Stimulationen in Abständen von wenigen Tagen wiederholt werden.
Der Vorteil des Verfahrens liegt in der kurzen Anwendungszeit und darin, dass die Stimulation passiv erfolgen kann ohne aktives Zutun oder aufmerksames Verfolgen der Stimulation seitens des Anwenders. Es ist sogar möglich, während der Stimulation spazieren zu gehen oder zu lesen. Diese Vorteile sind insbesondere für Personen wichtig, deren aktive Mitwirkung eingeschränkt ist.
Um eine Verbesserung der für Stand und Gang wichtigen sensiblen Funktion bzw. der krankheitsbedingten sensomotorischen Defizite bei Patienten mit verschlechterter Gangfunktion zu erreichen, kann ein Stimulationssystem dienen, dass in Abweichung der oben beschrieben Fingerstimulation beruhend auf oben beschriebenem Verfahren die Fußsohle stimuliert.

Claims

Vorrichtung zur Beeinflussung von Gehirnfunktionen eines Menschen durch gezielte Reizung mindestens eines Abschnitts des menschlichen Körpers, umfassend Reizmittel, die eine Reizung des zu reizenden Abschnitts ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Reizung eine elektrische Reizung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reizmittel zumindest teilweise in Kontakt mit einem Abschnitt der Haut des menschlichen Körpers gebracht werden können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reizmittel Elektroden, insbesondere Flächenelektroden, beispielsweise selbstklebende Flächenelektroden, umfassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reizmittel eine Folge von elektrischen Pulsen abgeben können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass den elektrischen Pulsen entsprechende Informationen auf einem tragbaren Datenträger abgespeichert werden können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reizmittel es erlauben, in systematischer Weise unter bestimmten Timingbedingungen die Hautoberfläche zu reizen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Reizung mit einer Stärke von 0,5 mA bis 20 mA, insbesondere mit einer Stärke von 3 mA bis 10 mA, vorzugsweise mit einer Stärke von 5 mA bis 7 mA erfolgt.