Elektrostimulation: Mit Stromstößen gegen Erblindung

Interview mit Prof. Bernhard A. Sabel, Institut für Medizinische Psychologie, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

22.07.2016

Weltweit leiden Millionen Menschen an einer Teilerblindung – durch Glaukom, einen Schlaganfall oder ein Schädel-Hirn-Trauma. Jahrelang galt der Verlust der Sehkraft als irreversibel. Doch eine neuartige Behandlung ermöglicht es, das Sehvermögen zu verbessern.
Bild: Prof. Dr. Bernhard Sabel; Copyright: savir-center.com

Prof. Dr. Bernhard Sabel hat erkannt, dass die Sehleistung durch Elektrostimulation verbessert werden kann; © savir-center.com

Auf MEDICA.de erklärt Prof. Bernhard Sabel den Zusammenhang zwischen Elektrostimulation und Sehvermögen und welche Auswirkungen diese auf teilweise erblindete Menschen hat.

Herr Prof. Sabel, bevor wir uns der Thematik des "Nicht-Sehens" zuwenden, stellt sich erst die Frage, wie das "normale Sehen" funktioniert. Können Sie das kurz erklären?

Prof. Bernhard Sabel: Das Sehen fängt am Auge an, wo das Licht von der Netzhaut in Nervenimpulse übersetzt wird. Diese laufen dann über den Sehnerv in das Gehirn hinein. Dort werden die Impulse vom Gehirn interpretiert und analysiert. Das Auge dient quasi als "Mikrofon", während das Gehirn der "Verstärker" ist. Das bedeutet, dass das Gehirn für das Sehen eine wesentliche Rolle spielt. Es gibt viele Erkrankungen, die dieses Nervensystem beeinträchtigen können und die nicht, wie etwa bei Problemen mit der Linse, mit einer Brillenverschreibung gebessert werden können.

Was passiert bei Teilerblindung, zum Beispiel bei Glaukom?

Sabel: Die Schädigung der Sehfähigkeit kommt daher, dass Zellen im Nervensystem gestört werden oder absterben. Das kann an den verschiedensten Stellen entlang dieses visuellen Systems passieren, in der Netzhaut, im oder am Nerv oder auch im Gehirn. Im Wesentlichen ist der Auslöser dafür, dass Zellen nicht richtig mit Blut beziehungsweise mit Sauerstoff versorgt werden. Das liegt daran, dass die Blutgefäße durch einen zu hohen Druck, zum Beispiel bei Glaukom, nicht mehr in der Lage sind, genügend Blut an die Zellen heranzuführen. Es gibt aber auch Erkrankungen, die akuter Natur sind und die nicht durch die mangelnde Blutversorgung direkt zustande kommen. So kann es bei einem Unfall beispielsweise passieren, dass ein Knochen gegen den Sehnerv drückt und eine Teildurchtrennung stattfindet. Letztlich ist die Ursache eine Inaktivierung oder gar der Tod der Zellen, die die Sehinformation im Gehirn, im Nerv und in der Netzhaut verarbeiten.

Bild: Geschlossene Augen einer Patientin. Über den Augenbrauen sind jeweils eine Elektrode angebracht; Copyright: savir-center.com

Zwei Elektroden, über welche leichte Stromimpulse abgegeben werden, befinden sich oberhalb der Augen. Die Impulse sind so schwach, dass sie kaum zu spüren sind; © savir-center.com

Sie haben eine Therapie entwickelt, die die Sehleistung, unter anderem bei Glaukom-Patienten, verbessert. Wie funktioniert sie?

Sabel: Das Ziel der Therapie ist es, das Restsehvermögen zu stärken. Bildlich kann man sich das wie einen Rasen vorstellen. Wenn man mit einer Harke durch den Rasen geht, wird vieles zerstört, aber einiges bleibt auch zurück. Ebenso verhält es sich auch im Nervensystem. Durch eine Schädigung im Nervensystem kann es passieren, dass es Bereiche gibt, in denen alle Zellen abgestorben sind. Und es gibt Bereiche, die komplett intakt geblieben sind. Aber es gibt auch andere Bereiche, in denen einige Zellen überlebt haben, auch wenn andere abgestorben sind. Diese wenigen Zellen reichen normalerweise nicht aus, normale Funktionen anzutreiben, weil sie vom Gehirn "ignoriert" werden. Das heißt, das Gehirn fokussiert sich auf die intakten Gebiete und vernachlässigt die teilgeschädigten Gebiete. Durch die Stimulation schaffen wir mehr Aktivität für diese teilgeschädigten Gewebebereiche.

Aus der Grundlagenforschung ist bekannt, dass die Bereiche im Gehirn gestärkt werden, die wir regelmäßig nutzen. Das gleiche Prinzip steht hinter der Elektrostimulation. Der Wechselstrom bringt die Zellen dazu, aktiv zu werden, sodass sie mehr mit Blut versorgt werden. Die Elektrostimulation führt auch dazu, dass die Zellen wieder angestoßen werden, Impulse auszusenden. Wenn sie das oft genug machen, dann werden die Zellen in den teilgeschädigten Bereichen in ihrer Funktion gestärkt. Im "Wettbewerb" mit dem gesunden Gewebe haben sie damit einen Vorteil, wodurch sich das Sehen verbessert. Es ist keine Regeneration, sondern eine Aktivierung von Zellen, die in gewisser Weise aus ihrem "Winterschlaf" erwachen.

Bild: Ein Mann, der eine Kappe mit EEG-Elektroden trägt. Vier weitere Elektroden sind jeweils über und unter seine geschlossenen Augen auf die Haut aufgeklebt; Copyright: savir-center.com

Für die Elektrostromtherapie werden je zwei Elektroden an der Stirn und neben dem Auge geklebt. Gleichzeitig werden über eine Kappe mit EEG-Elektroden die Hirnwellen gemessen werden; © savir-center.com

Wie sind Sie auf die Idee gekommen, elektrische Impulse für die Verbesserung der Sehleistung zu verwenden?

Sabel: Es gibt eine alte Beobachtung eines Herrn Dr. Mann, um 1900. Er berichtet davon, dass es Patienten helfen kann, ihre Sehleistung zu verbessern, wenn man Ströme am Gehirn ansetzt. Das Wissen darum ist allerdings in Vergessenheit geraten. Später, um das Jahr 2000 herum, wurde es in den Neurowissenschaften populär, Gleichstrom einzusetzen, um die Erregbarkeit des Gehirns zu verbessern. Diese "Neuromodulation" wurde jedoch zunächst in anderen Bereichen, die nichts mit dem Sehen zu tun haben, erforscht. Schließlich haben wir das Verfahren für die Therapie eingesetzt.

Wir hatten bereits in der Vergangenheit beobachtet, dass es möglich ist, durch Seh-Trainieren, zum Beispiel mit simplen Aufgaben am Computer, die Sehleistung zu verbessern. Die Schlussfolgerung daraus war, dass die Sehleistung mit Elektrostimulation noch stärker funktioniert. Denn sie erzeugt eine viel massivere Aktivierung der Zellen als es die einfachen Aufgaben am Bildschirm vermögen. Daraufhin haben wir mehrere klinische Prüfungen durchgeführt und inzwischen hunderte von Patienten behandelt. Damit haben wir sehr gute Ergebnisse erzielt.

Bild: Die Abbildung zeigt Darstellungen von Gesichtsfeldern vor und nach der Behandlung; Copyright: savir-center.com

Die Gesichtsfelder zeigen, wie gut ein Patient kleine Lichtpunkte erkennen kann. Weiße Areale stellen volles Sehvermögen, schwarze blinde Bereiche und grau Areale Bereiche mit eingeschränkten Funktionen dar. Rote Kreise kennzeichnen Regionen, die sich verbessert haben; © savir-center.com

Eine wichtige Rolle bei Ihrer Therapie spielt auch die "Plastizität des Gehirns". Was versteht man darunter?

Sabel: Das Gehirn ist anpassungsfähig und kann sich, beispielsweise durch Training, verbessern. Dieses Potenzial des Gehirns wird als "Plastizität" bezeichnet. Das Gehirn ist sehr gut darin, Informationen zu extrahieren und zu verstärken, auch wenn diese Informationen nur sehr spärlich sind. Auch für die Augenheilkunde ist diese Erkenntnis von entscheidender Bedeutung.

Was sehen Sie in der Zukunft für Möglichkeiten, Elektrostimulation und Augenheilkunde miteinander zu verbinden? 

Sabel: Ich glaube, dass die Elektrostimulation in der Augenheilkunde grundsätzlich ein neues Therapieverfahren werden wird. Das Gehirn interessiert nicht, warum weniger Signale ankommen. Stattdessen verstärkt es das, was ankommt. Deswegen ist die Elektrostimulation als eine Art Universalverfahren für verschiedenste Erkrankungen in der Augenheilkunde geeignet; zumindest für diejenigen, wo noch Restsehvermögen vorhanden ist. In der Neurologie ist ja heute schon intensiv untersucht, wie Strombehandlung Funktionen verbessern kann, sodass es schon verschiedenste Anwendungen gibt, wie die Verbesserung der Motorik von Patienten mit Bewegungsstörung. Dazu gibt es bereits eine Fülle von Untersuchungen weltweit zum Einsatz der nicht-invasiven Hirnstimulation. Und in der Neurologie, insbesondere im Bereich der neurologischen Rehabilitation, sind diese neuen Ansätze weltweit akzeptiert. Nur in der Augenheilkunde ist dieses Wissen noch nicht so richtig angekommen.
Das Interview wurde geführt von Olga Wart.
MEDICA.de