
Movement Related Cortical Potentials Based Brain Computer Interface for Stroke Rehabilitation
Eine Gehirn-Computer-Schnittstelle (BCI) ist ein System, das die vom Benutzer erzeugten Gehirnsignale interpretiert und es ermöglicht, spezifische Befehle des Gehirns an ein externes Gerät zu senden. Eine solche Schnittstelle ermöglicht es schwerbehinderten Menschen, mit ihrer Umwelt zu interagieren, ohne dass ihre normalen motorischen Bahnen aktiviert werden müssen.
Die Kombination von Rehabilitationsparadigmen und BCI, die beide die kortikale Plastizität nutzen, könnte Menschen helfen, wieder "fähig" zu werden. Aus diesem Grund erscheinen BCI-Systeme als vielversprechende Rehabilitationsmittel. Ziel dieser Doktorarbeit ist es, zu untersuchen, wie ein BCI-System für die Schlaganfall-Rehabilitation eingesetzt werden kann, wenn es auf Neuromodulationstechniken mit Hebbscher Plastizität und bewegungsabhängigen kortikalen Potenzialen (MRCP) mit einer optimalen Anzahl von EEG-Elektroden basiert.
Um dieses Ziel zu erreichen, wurden vier Studien durchgeführt: In STUDIE I hatte das neuartige Protokoll, das in Mrachacz-Kersting et al. 2012 entwickelt wurde, eine Verbesserung einiger relevanter klinischer Messwerte gezeigt, die für den Zugang zur Funktionalität motorischer Aufgaben bei Schlaganfallpatienten verwendet werden, wenn es dreimal pro Woche als Trainingsparadigma angewendet wurde. Diese ermutigenden Ergebnisse aus unserer ersten Studie dienten zusammen mit der Studie von Mrachacz-Kersting et al.
2012 als Grundlage für die Entwicklung eines selbstgesteuerten BCI-Systems zur Induktion von Plastizität. In STUDIE II wurde ein (Pseudo-Online-)Detektor für ein selbstgesteuertes BCI-System vorgeschlagen und an gesunden Probanden getestet. In STUDIE III wurde dann ein echtes selbstgesteuertes BCI-System zur Induktion von Plastizität implementiert und getestet.
In STUDIE IV wurde ein subjektunabhängiger Detektor (basierend auf STUDIE II) entwickelt und mit einem individualisierten Detektor verglichen. Die Ergebnisse waren vielversprechend, da der Unterschied zwischen den Leistungen der beiden Ansätze nicht signifikant war.