Wenn es um die Therapie für Schlaganfall-Patienten, die manchmal die Behandlung der falschen hand ist genau richtig

Ein winziges Blutgerinnsel bewegt sich durch die Halsschlagader, in einem Zweig, der führt auf der rechten Hälfte Ihres Gehirns. Das Gefäß verengt sich und die Zweige wieder; der Klumpen, der Haken an der Gefäßwand, blockiert den Fluss des Bluts auf Teile des rechten Großhirnrinde. Schlaganfall.

Durch die Zeit, die ärzte lösen sich die Blutgerinnsel und die Wiederherstellung der Durchblutung zu, dass ein Teil Ihres Gehirns, Tausende von Nervenzellen wird gestorben. Die Funktionen, die er kontrolliert, wie die Bewegung des linken Armes und der hand, wird schwerwiegend beeinträchtigt, vielleicht für immer. Innerhalb von Tagen werden Sie anfangen, Ergotherapie, um Ihre geballten linken hand entspannen und neue Kräfte zu, welche Funktion es können, und erfahren Sie, wie Sie routine-Aufgaben wie Ankleiden, sich selbst mit der gesunden rechten hand.

Das war die standard-therapeutischen Ansatz für Jahrzehnte, aber es fehlt etwas wichtiges, sagt Penn State Neurowissenschaftler Bob Sainburg. Ihre Rechte hand, die auf der gleichen Seite wie das Gehirn Schaden, ist nicht ganz normal. Es ist ein wenig tollpatschig, ein bisschen aus in seinen Bewegungen. Im Vergleich mit der linken, ist es Ihre „gute“ Seite, sagt Sainburg. „Aber es ist eine schlechte gute hand.“

Nicht nur Neurowissenschaftler

Sainburg war nicht die erste person zu beachten, dass die „gute“ Seite von Schlaganfall-Patienten oft nicht gut bewegen, aber er war der erste, um zu versuchen, eine Antwort auf die Millionen-dollar-Frage: Wenn jede hand wird gesteuert, von der gegenüberliegenden Seite des Gehirns, wie die ärzte glaubten, warum ist ein Schlaganfall-Patienten „gute“ Seite oft so schlecht bei bestimmten Aufgaben?

Er kommt auf die Frage aus einer ungewöhnlichen Perspektive. Er ist nicht nur ein Neurowissenschaftler; er ist auch ein occupational therapist (OT), versiert in der Bewertung der Bewegung und der Erarbeitung von Möglichkeiten, Sie zu verbessern. Beginnend in den 1980er Jahren als eine Pädiatrische OT „ich arbeitete mit einer Menge von Kindern mit Zerebralparese“, sagt er. „Genau wie mit Schlaganfall, Sie fühlen sich ein bisschen machtlos in Bezug darauf, wie eine bessere Bewegung. Brain damage ist sehr resistent gegen recovery. Und so war ich sehr frustriert.“

Er fand bald konnte er nicht halten, die standard-Therapien, die manchmal geholfen, die Kinder waren aber nicht basierend auf einem tiefen Verständnis, wie das Gehirn steuert die Bewegung. „Einige Therapeuten sind komfortabel auf diesem Niveau“, sagt er. „Das habe ich nicht. Ich brauchte, die Mechanismen zu verstehen, bevor Sie beginnen, machen eine intervention.“

Sainburg kehrte nach grad Schule, um zu lernen, die grundlegende Neurobiologie der motorischen Kontrolle. Nach Abschluss seines Ph. D. und post-doc-Ausbildung, begann er sich zu konzentrieren auf die Händigkeit, die unterschiedlichen Fähigkeiten der linken und der rechten Hand. Er argumentierte, dass, wenn die größere Fähigkeit einer person, die dominante hand ist nicht nur aufgrund der Praxis—wenn es ergibt sich aus den unterschieden zwischen den beiden Seiten des Gehirns—dann Händigkeit bieten könnte, ein Fenster in, wie das Gehirn steuert die Bewegung. Er begann mit der Erkundung der Möglichkeit, dass die Motorsteuerung im Menschen ist lateralized.

„Lateralisation bedeutet eine Seite Ihres Gehirns tut Dinge, die die andere Seite nicht“, sagt er. „Dort, wo es wirklich steht, ist mit der Sprache. Wenn Sie eine Läsion in bestimmten Bereichen auf der linken Seite Ihres Gehirns, Sie haben eine Aphasie, was bedeutet, können Sie nicht aufrufen, Wörter und Sätze, und Sie können nicht herausfinden, die Reihenfolge der Wörter. Wenn Sie eine Läsion in bestimmten Bereichen der rechten Hemisphäre, dann werden Sie in der Lage sein, um Wörter, und Sie werden in der Lage sein, um Sie in der richtigen Reihenfolge, aber Sie werden nicht in der Lage zu interpretieren und auszudrücken, non-verbale Aspekte von Sprache.“ Zum Beispiel, würden Sie nicht sagen, der Unterschied zwischen einem höflichen “ bitte „Kommen Sie hierher“ und eine böse Nachfrage: „KOMM HIER!“

Es gab Grund zu glauben, dass die neuronale Kontrolle der Bewegung zeigen möglicherweise eine ähnliche Art von segregation. In der Zeit, die Forscher anderswo waren zu entdecken, dass viele motor-Verhalten sind lateralized in einer Vielzahl von Tieren. Hühner neigen dazu, halten Sie Ausschau nach Feinden mit dem linken Auge, und Suche den Boden nach essbaren Leckerbissen mit der rechten. Fisch-Schulen neigen dazu, dart, um das Recht zu fliehen Gefahr, und neigen dazu, besser auf die Erkennung der Gefahr aus, Ihre linke.

Left brain, right brain

Sainburg lernen, genau das, was jede hand tut gut und nicht so gut. Er erfand eine virtual-reality-Apparatur, die heute als Kinereach, ein test der Fähigkeit von jeder hand zu tun, die Aufgaben, die bestimmte Fähigkeiten. Ein shuffleboard-Spiel, in dem eine hand macht einen cursor Streik eine digitale puck in Richtung einer target-tests, die hand die Fähigkeit zu Ziel-Verkehr und die Nutzung der notwendigen Geschwindigkeit und Kraft. Ein erreichen Spiel, in dem die hand trifft auf Widerstand auf dem Weg wird getestet, wie gut die Seite passt sich automatisch an veränderte Bedingungen in der Umwelt. Sensoren auf dem arm und der hand zeichnen die Bewegungen, und Sainburg software entwickelt, die ihm ermöglicht, zu analysieren jede Bewegung im detail.

Alle Teilnehmer an den Studien waren gesund, und Sie waren alle Rechtshänder; Linkshänder machen nur etwa 10 Prozent der Bevölkerung, so dass es schwer zu finden genug für eine Studie. Noch wichtiger ist, Sie haben gezeigt, dass sehr Verschieden von einander in Bezug auf die Unterschiede in der rechten und linken hand-Koordination. Aufgrund dieser Variabilität, Linkshänder sind keine gute Gruppe für Studien, wie das Gehirn ist lateralized für die Motorsteuerung.

Nach Dutzenden von Experimenten, ein klares Bild begann zu entstehen: Die linke hand ebenso geschickt wie die dominante Rechte hand, aber an verschiedenen Dingen. Die Rechte hand ist die gute bei dem Ziel, eine Bewegung genau und Ausführung effizient, aber es passt sich nicht gut an veränderte Bedingungen. Die linke hand ist nicht so gut wie das erste Ziel, aber ist sehr gut bei der Bekämpfung von äußeren Kräften, reagiert auf Veränderungen in der Steifigkeit oder Reibung, und homing in auf einem Ziel genau.

Es sah aus wie die motorischen Zentren, die auf die beiden Seiten des Gehirns haben unterschiedliche Befehls-Verantwortung. Die Rechte Hemisphäre stabilisiert die hand und ermöglicht es, sich veränderten Bedingungen anzupassen, und die linke Hemisphäre leitet eine effiziente, präzise Bewegungen. Jede hand gesteuert wird in Erster Linie von der gegenüberliegenden Seite des Gehirns, aber die Arbeitsteilung ist nicht vollständig. Jeder hat die Fähigkeit zu tun, was der andere Experte, was darauf hindeutet, dass beide Hände erhalten eine Anleitung von der beide Seiten des Gehirns.

Um wirklich Nagel runter Sainburg brauchte eine Möglichkeit zu testen, die Hände von Menschen, die verloren hatte-Funktion in die motor-bezogene Bereiche auf einer Seite. Das ist, was führte ihn zu der Arbeit mit Schlaganfall-Patienten.

Er rekrutiert freiwillige, die gelitten hatten, eine ischämische (Blutgerinnsel) Strich in einer Seite des Gehirns und hatte jetzt die schwere Behinderung des anderen Armes und der hand. Er testete, wie gut Ihre andere Seite, die „gute“ hand, hat an verschiedenen Aufgaben. Konventionelle Weisheit sagte, die gute Seite wäre, unberührt von dem Schlag, aber Sainburg die Ergebnisse zeigten, ansonsten. Bei Patienten mit rechts-Hirn-Schaden, Ihre Rechte hand hat sich schlecht auf tests, wie genau es konnte eine Stabilisierung auf dem Ende eines erreicht-Bewegung („schlecht“ bedeutet deutlich schlechter als in Fächern, die nicht hatte einen Schlaganfall). Bei Patienten mit Links-brain damage, die linke hand war, die schlecht auf tests, wie gut es initiiert eine Bewegung, und legen Sie eine Flugbahn.

In anderen Worten, sind Schäden, die auf einer Seite des Gehirns haben Einfluss auf die hand auf der gleichen Seite, zu berauben, sind Leitlinien erforderlich, die für eine gut koordinierte Bewegung. Da eine Läsion auf einer Seite des Gehirns betroffen ist, beide Hände auf jeder Seite des Gehirns ist in der Regel bieten Informationen und Anweisungen für beide Hände, nicht nur die hand auf der gegenüberliegenden Seite des Körpers.

Warum sind unsere Systeme auf diese Weise gemacht? Warum nicht beide Seiten gleichermaßen in der Lage die Durchführung jeder Funktion? Sainburg denkt, dass es einen starken evolutionären Vorteil der Trennung der Funktionen. In seinen Experimenten mit der Kinereach, gesunden Teilnehmer nahm etwa doppelt so lange, um zu initiieren eine Aufgabe, wenn Sie hatten die Wahl, entweder die hand, als wenn er sagte, die hand zu bedienen. „Im evolutionär wichtige Voraussetzungen, dass die zusätzliche Zeit könnte wirklich egal“, sagt er. „Ich denke, es ist ein großer Vorteil nicht haben, um Entscheidungen darüber zu treffen, welche hand zu benutzen. Wenn Sie können haben eine gewisse Asymmetrie, so dass bestimmte Aufgaben automatisch zu einer Seite und die andere wird automatisch auf die andere Seite, vielleicht ist das günstiger, als wir denken.“

Der Widerstand ist stark

Zu Sainburg, das Potenzial der Anwendung dieses neuen Wissens in der Therapie Situationen war klar: Die „gute“ hand könnte von der Therapie profitieren, zu versuchen, sich zu erholen, was er verloren wegen dem Schlaganfall.

Das Fazit war nicht so offensichtlich für andere, aber. Das dogma, dass jede hand gesteuert wurde ausschließlich von der gegenüberliegenden Seite des Gehirns war fest verankert, und die Schwerfälligkeit, die „gute“ Seite war schon immer angekreidet stress oder Müdigkeit oder einige andere Allgemeine Reaktion auf den Schlaganfall. Sainburg früheren arbeiten auf Händigkeit war gut aufgenommen worden, aber als er begann, präsentiert seine Arbeit auf der „anderen“ Seite von Schlaganfall-Patienten, bekam er eine andere Antwort.

„Es ist die falsche Seite, Bob!“, er lacht, er in der breiten englischen Akzent des glücklosen Wallace von Wallace & Gromit, der stop-action-Serie über einen Mann und seinen Hund. „Ich denke immer von der Zeile, ‚die falsche Hose, Gromit!‘ Für mich war es “ Es ist die falsche Seite, Bob!'“

Er hörte, verzichten seit Jahren auf professionelle meetings, von Kollegen, sogar von Freunden. Die Wechselwirkungen, die oft angespannt. „Ich musste gehen, viel mehr Konferenzen, die versuchen, unsere Geschichte gibt, um die klinische Wissenschaftler, so würden Sie sehen, dass dies nicht der Wahnsinn“, sagt Sainburg. „Wir sind absolut nicht sagen, dass Therapeuten ignorieren die „schlechte“ Seite, aber, dass Sie das testen der motorischen Fähigkeiten der „guten“ hand in Ihren Bewertungen und umfassen die Behandlung dieser hand, wenn es angegeben ist.“

Die Behandlung der falschen hand

Schließlich, im Jahr 2015 Sainburg erhielt einen Zuschuss von der American Heart Association zu tun, eine pilot-Studie, um seine Ideen testen zu tun Therapie mit der „guten“ hand von Schlaganfall-Patienten. Der Zuschuss ist nicht gekommen, ganz einfach.

„Wir setzen in den Vorschlag für nur ein wenig Geld, genug, um den Patienten an und prüfen diese“, erinnert er sich. „Und Sie sagte: ‚Es ist die falsche hand.‘ So schickten wir wieder eine überarbeitung und sagte, ‚Wir wissen, es ist die falsche Seite, aber hier ist, warum.‘ Und Sie Gaben es an uns.“

In dieser Studie 15 Patienten, deren „gute“ hand zeigte deutliche Defizite in der Koordination gegeben wurden, die für die Ausbildung der hand, für eine Stunde und eine Hälfte, drei mal in der Woche. Sie arbeiteten mit den Kinereach, die sich auf die spezifischen Fähigkeiten, die hand-Schwierigkeiten mit, und haben standard-übungen für das verbessern von Fähigkeiten wie stapeln Tassen, clipping eine wäscheklammer auf einer Linie, Ablaufverfolgung Formen, und das werfen und fangen einen ball. Nach nur drei Wochen, die Patienten erzielt 20 Prozent auf die standard-tests der Funktion der hand. Noch besser, Sie alle berichteten Verbesserungen in Ihrer Fähigkeit zu tun täglichen Aufgaben—mit der fringe benefit immer mehr aktive im Allgemeinen.

„Eine Patientin, die sagte, ‚Meine Frau nicht haben, um im Badezimmer zu kommen und hilft mir in den morgen'“, sagt Sainburg, „Er beugte sich und legte seine Socken auf seiner guten hand, die er immer und immer sein Mittagessen, statt auf der couch sitzen und lässt seine Frau es für ihn tun. Die, wie Sie sich vorstellen können, ist eine riesige, lebensverändernde Sache für Sie und ihn.“

Mit diesen ermutigenden Ergebnissen, Sainburg, zusammen mit Carolee Winstein an der University of Southern California, gewann die Finanzierung von den Nationalen Instituten der Gesundheit für mehr detaillierte und umfangreiche Studien. Im ersten experiment wurde im Januar begonnen, die Patienten erhalten Schulungen Ihrer „guten“ hand für fünf Wochen, um zu sehen, wenn Sie verbessern in der funktionalen Unabhängigkeit und der Aktivitäten des täglichen Lebens mehr als Steuerelement Teilnehmer erhalten die traditionelle Therapie konzentriert sich auf die „schlechte“ hand. Die Patienten werden getestet, bevor und kurz nach der Ausbildung und wieder vier Monate später, um zu sehen, ob die Fortschritte die Sie während der Ausbildung beibehalten wird. Sainburg und Winstein werden auch scans der einzelnen Patienten, das Gehirn und die Nervenbahnen im Rückenmark vor und nach dem training, um nach Veränderungen suchen, die möglicherweise im Zusammenhang mit der Therapie.

Die Ergebnisse dieser Studie wird helfen Sainburg Gestaltung zukünftiger Experimente zu verfeinern, die Behandlung Protokolle. Er hofft auf die Entwicklung von spezifischen Empfehlungen, so dass neben der Therapie für die „schlechte“ Seite, die Sie jetzt tun, Therapeuten testen auch die „gute“ hand und eine angemessene Schulung der hand, wo es gebraucht wird.

Akzeptanz

Nach so vielen Jahren wird gesagt, er war mit der falschen hand, Sainburg genießt das Gefühl, dass seine Hypothese über die Motorsteuerung und die Händigkeit wird ernst genommen. „Es ist nicht, wie es ist akzeptiert, aber es angenommen wird, ist genug, daß wir verfolgen können, es mehr“, sagt er.

Sainburg ist begeistert, und mehr als ein wenig überrascht, finden sich wieder in OT-Modus nach Jahren in der Grundlagenforschung der Neurowissenschaften. Das war nicht sein Ziel, von Anfang an. Er wollte einfach mehr darüber wissen, wie das Gehirn steuert die Bewegung.

„Ich wusste, es war wichtig zu verstehen, dass diese Mechanismen, aber ich wusste nicht, dass es direkt anwendbar sind“, sagt er. „Und ich sicherlich didn‘ T glaube, dass wir im Begriff waren zu tun, die Anwendung. Es ist ziemlich befriedigend. Es ist ziemlich lustig.“

Er ist auch gekommen, um ein neues Verständnis von der Schlacht ging er durch zu diesem Punkt zu kommen.