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Neue Rehabilitationsmethoden entwickeln sich ständig weiter, doch in den letzten Jahren haben sich neurowissenschaftliche Erkenntnisse als besonders vielversprechend erwiesen. Falls Ihnen NeuroTracker: Dieses perzeptiv-kognitive Trainingsprogramm nutzt eine immersive 3D-Umgebung und die Verfolgung mehrerer Objekte, um die visuelle Verarbeitung und kognitive Funktionen zu stärken. Zu den Vorteilen des Trainings zählen unter anderem Verbesserungen der Wahrnehmung biologischer Bewegungen, der Verarbeitungsgeschwindigkeit visueller Informationen, der Aufmerksamkeit, des Arbeitsgedächtnisses, der Inhibition und des Situationsbewusstseins. Wir erklären Ihnen hier, warum diese Neurotechnologie einzigartige Vorteile für die körperliche und kognitive Rehabilitation.
Nach Verletzungen oder traumatischen Erlebnissen können kognitive und visuelle Verarbeitungssysteme beeinträchtigt werden. Was die meisten Menschen überrascht, ist, wie eng Gehirn und Körper miteinander verbunden sind.
Es ist beispielsweise bekannt, dass Probleme oder Defizite in der visuellen Verarbeitung das Gleichgewicht erheblich beeinträchtigen können. Daher sind diese zentralen kognitiven Systeme entscheidend für den Erfolg sowohl in der physikalischen als auch in der neurologischen Rehabilitation. Im Folgenden werden wir die Anwendung von NeuroTracker, um zu veranschaulichen, wie kognitive Programme Menschen effektiv bei der Rückkehr in den Alltag und in den Beruf unterstützen können.
Physikalische Rehabilitationsprogramme , die motorisches Lernen beinhalten, wie beispielsweise das Erlernen des Umgangs mit einer Prothese nach einer Amputation oder das Gangtraining nach einer Rückenmarksverletzung, stellen hohe Anforderungen an die kognitiven Systeme. So hat beispielsweise der Verlust einer Gliedmaße erhebliche physische, psychische und soziale Auswirkungen auf das Leben eines Menschen. Das Gehen mit einer Oberschenkelprothese erfordert erhebliche kognitive Anstrengung, da die propriozeptiven Informationen über die Position der Prothese im Raum verloren gehen und der Verlust der motorischen Kontrolle im Sprunggelenk und Knie die Gleichgewichtsstrategien beeinträchtigt (Williams et al., 2006).
Aktivitäten im Rahmen der prothetischen Rehabilitation, wie das An- und Ablegen der Prothese und das Gangtraining, erfordern neben Kraft, Gleichgewicht und Koordination auch die kognitive Fähigkeit, diese neuen Fertigkeiten effektiv zu erlernen und an komplexe Umgebungen anzupassen. Verschiedene kognitive Bereiche spielen vermutlich eine Rolle für die erfolgreiche Prothesennutzung, darunter das Arbeitsgedächtnis, die Aufmerksamkeit und die visuell-räumliche Wahrnehmung (Coffey et al., 2012). Ebenso wichtig sind exekutive Kontroll- und Inhibitionsfähigkeiten für die Selbstregulation und das Schmerzmanagement. Die exekutiven Kontrollfähigkeiten variieren individuell und sind eine nicht-konstante Ressource, die ermüdet (Solberg et al., 2009).
Speziell bei Rückenmarksverletzungen können Spastik, Klonus, Muskelschwäche und posturale Instabilität zu einem komplexeren Gangbild führen, das eine deutlich intensivere Informationsverarbeitung erfordert. Diese Einschränkungen verhindern ein flüssiges und natürliches Gehen, sodass Patienten Anpassungen vornehmen müssen, die die kognitiven Anforderungen beim Gehen erhöhen können. Da Aufmerksamkeit eine begrenzte Ressource ist, kann diese erhöhte kognitive Belastung ausreichen, um das Sicherheitsgefühl des Patienten und seine Fähigkeit, Informationen aus der Umgebung korrekt zu verarbeiten, zu beeinträchtigen. Generell haben Patienten mit Rückenmarksverletzungen aufgrund von posturaler Instabilität, Gleichgewichtsstörungen, Muskelschwäche und sensorischen Ausfällen weniger Kontrolle über ihre motorischen Fähigkeiten.
Um diesen Herausforderungen entgegenzuwirken, müssen sie ihre Bewegungen genau überwachen. Daher ist es notwendig, der sensorischen Integration (visuell, vestibulär und propriozeptiv) mehr Aufmerksamkeit zu widmen. Hier NeuroTracker an und bietet eine effektive Methode , exekutive Funktionen zu trainieren, um die Ausdauer zu steigern und die Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung bei kognitiven Belastungen stark beanspruchenden Rehabilitationsübungen zu verbessern.
Neuroplastizität beschreibt im Wesentlichen die Fähigkeit des Gehirns, seine neuronalen Verbindungen und Synapsen an Veränderungen im Verhalten, der Umwelt, neuronalen Prozessen und Verletzungen anzupassen. Dazu gehört auch die Neurogenese, also das Wachstum neuer Neuronen im Gehirn. Das Gehirn ist unglaublich anpassungsfähig und verändert sich, um besser auf Umweltanforderungen reagieren zu können. Da Verletzungen und Traumata die Stärke und Funktion kognitiver Systeme beeinträchtigen können, NeuroTracker Hirnwellen, die mit einem erhöhten Grad an Neuroplastizität in Verbindung gebracht werden. Es verbessert das Lernen, indem es Aufmerksamkeit und exekutive Funktionen wiederholt stärkt und dem Gehirn so ermöglicht, sich neu zu vernetzen und Aufgaben effizienter zu bewältigen (Faubert & Sidebottom, 2012).
Beispielsweise führen Verletzungen, die das Rückenmark schädigen oder zum Verlust einer Gliedmaße führen, unweigerlich zu einem psychischen Trauma. Der Patient kann auch ein neurologisches Trauma wie eine leichte traumatische Hirnverletzung oder eine Gehirnerschütterung erlitten haben. Die emotionale Belastung durch ein psychisches Trauma kann langfristige kognitive Auswirkungen haben. Zu den charakteristischen Symptomen einer PTBS) und einer Gehirnerschütterung gehören Veränderungen kognitiver Prozesse wie Gedächtnis, Aufmerksamkeit, Planung und Problemlösung (Hayes et al., 2012).
Im Verlauf von zwanzig Durchgängen und jeder durchgeführten Sitzung aktiviert NeuroTracker diese kognitiven Systeme auf eine kontrollierte Weise, die der individuellen Belastungsschwelle jedes Nutzers entspricht. Die patentierten Geschwindigkeitsalgorithmen sind so konzipiert, dass sie den Nutzer kontinuierlich an die Grenzen seiner Wahrnehmungsfähigkeit fordern, ohne ihn dabei zu überfordern.
Das Verbleiben innerhalb dieser Zone der proximalen Entwicklung ermöglicht optimales Lernen und Neuroplastizität. Diese Anpassung an individuelle Fähigkeiten erfolgt fortlaufend und bietet so ein effizientes, effektives und individuell zugeschnittenes Trainingsprogramm.
nicht nur NeuroTracker die kognitiven Systeme, die für das effektive Erlernen und Beherrschen motorischer Fähigkeiten notwendig sind, sondern ermöglicht auch die Integration körperlicher Fertigkeiten in die Trainingseinheiten. Sobald ein Nutzer das Gelernte im Sitzen gefestigt hat, beinhaltet die nächste Lernphase die Einbindung propriozeptiver und körperlicher Fähigkeiten , deren Komplexität sich an die Anforderungen der jeweiligen Umgebung anpasst. Ziel ist es, die kognitive Belastbarkeit zu erhöhen und das Gehirn so optimal auf neue Umgebungen vorzubereiten.
Dieser Prozess befähigt die Nutzer, in Situationen, die sowohl physische Herausforderungen als auch Anforderungen an Aufmerksamkeit und Situationsbewusstsein mit sich bringen, optimale Leistungen bei beiden Aufgaben zu erbringen. Im Rahmen der Rehabilitation können dies Aufgaben umfassen, die Gleichgewicht, Gang, Kraft und Koordination trainieren – alles unter Einbeziehung von NeuroTracking.
In einem Rehabilitationsprogramm ist die Fähigkeit zum gleichzeitigen Ausführen mehrerer Aufgaben besonders wichtig, nicht nur um neue Fertigkeiten zu erlernen, sondern auch um diese in anspruchsvollen Umgebungen sicher ausführen zu können. Beispielsweise erfordert erfolgreiches Gehen Situationsbewusstsein, die Fähigkeit zur angemessenen Kontrolle der Gliedmaßenbewegungen und die Fähigkeit, sich in komplexen Umgebungen zurechtzufinden, um das gewünschte Ziel zu erreichen. Eine Pilotstudie von NeuroTracker, leitende Wissenschaftlerin bei Professorin Jocelyn Faubert zeigt, dass erhöhte Aufmerksamkeitsanforderungen das Risiko einer Kreuzbandverletzung durch Veränderungen der motorischen Fähigkeiten deutlich erhöhen. Bei höherer kognitiver Belastung kann sich die Landemechanik des Unterschenkels verändern (Mejane et al., 2019).
Obwohl dies verletzungsspezifisch ist, liegt die Schlussfolgerung nahe, dass dieser Einfluss auch für andere motorisch bedingte Verletzungsrisiken gilt, insbesondere bei Personen, die an einem Rehabilitationsprogramm zur Stärkung und zum Wiederaufbau der körperlichen und neurologischen Funktionen teilnehmen. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass Dual-Tasking die Gangparameter, die mit dem Sturzrisiko bei sturzgefährdeten Bevölkerungsgruppen zusammenhängen, stark beeinträchtigt, und dass die Belastung durch Dual-Tasking mit einer verminderten Leistung in neuropsychologischen Tests zur Aufmerksamkeit und exekutiven Funktion einhergeht (Yogey-Seligmann et al., 2008)
NeuroTracker kann als Intervention zur Verbesserung der Fähigkeit zum Dual-Tasking eingesetzt werden und dient auch der Beurteilung der Sicherheit bestimmter Dual-Tasks während der Rehabilitation und im Alltag. Die gleichzeitige Ausführung zweier aufmerksamkeitsintensiver Aufgaben führt nicht nur zu einem Wettstreit um Aufmerksamkeit, sondern fordert das Gehirn auch heraus, die beiden Aufgaben zu priorisieren.
Das Training mit zwei Aufgaben kann als Indikator für das Sturz- und Verletzungsrisiko dienen und Defizite aufdecken, die bei der Ausführung einzelner motorischer Fähigkeiten nicht sichtbar sind. Normalerweise kann eine Person die Aufgaben einzeln mit ausreichender Präzision und Stabilität ausführen. Wird die kognitive Aufgabe hinzugefügt, verschlechtert sich die Leistung bei einer der Aufgaben deutlich. Dies bedeutet, dass entweder das Situationsbewusstsein und die Aufmerksamkeit nachlassen oder die Qualität der motorischen Fertigkeit selbst beeinträchtigt wird.
Da NeuroTracker in einer kontrollierten Umgebung an der individuellen Belastungsschwelle des Nutzers durchgeführt wird, bietet es die ideale Methode, um die Fähigkeit zur sicheren Ausführung einer motorischen Fertigkeit unter zunehmender kognitiver Belastung zu beurteilen. Gleichzeitig trainiert das Paradigma der Verfolgung mehrerer Objekte auch die biologische Bewegungswahrnehmung (BMP). Die BMP umfasst die Fähigkeit des visuellen Systems, komplexe menschliche Bewegungen zu erkennen sowie die Handlungen und Absichten anderer vorherzusagen.
Die Bedeutung der biologischen Bewegungswahrnehmung zeigt sich beim Navigieren auf einem belebten Gehweg oder im Supermarkt, beim Sport und beim Autofahren. Dies hat Auswirkungen auf die Schmerzbehandlung und die Belastung von Gelenken, Weichteilen und Muskulatur bei Personen, die sich von einer Verletzung erholen. Mit Zeit und Training können Nutzer die kognitiven und motorischen Fähigkeiten entwickeln, die für eine erfolgreiche Rückkehr in den Alltag erforderlich sind.
Durch die Abstimmung komplexer Therapiebedürfnisse mit den flexiblen Diagnose- und Trainingsmöglichkeiten von NeuroTrackerkönnen Kliniker ihre Behandlungen deutlich verbessern. Führende Spezialisten für Neurovision nutzen die Daten NeuroTracker sogar, um ihren gesamten Interventionsansatz zu steuern. Sie verwenden die gewonnenen Erkenntnisse, um die Wirksamkeit anderer Interventionen zu beurteilen und die Behandlung in jedem Schritt individuell anzupassen.
Wenn Sie mehr über den umfassenderen Ansatz des Neurovisionstrainings erfahren möchten, dann schauen Sie sich auch diesen Blog an.
Referenzen
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Faubert J, Sidebottom L. Perzeptuell-kognitives Training im Sport. J Clin Sports Psychol 2012; 6:85–102.
Hayes, J., VanElzakker, M. & Shin, L. (2012). Wechselwirkungen zwischen Emotion und Kognition bei PTBS: Ein Überblick über neurokognitive und bildgebende Studien. Frontiers in Integrative Neuroscience, 6(89), 1–14. doi:10.3389/fnint.2012.00089
Lajoie, Y., Barbeau, H. & Hamelin, M. (1999). Aufmerksamkeitsanforderungen beim Gehen bei Patienten mit Rückenmarksverletzungen im Vergleich zu gesunden Probanden. Spinal Cord, 37, 245–250. doi:10.1038/sj.sc.3100810
Mejane, J., Faubert, J., Romeas, T. & Labbe, D. (2019). Der kombinierte Einfluss einer perzeptiv-kognitiven Aufgabe und neuromuskulärer Ermüdung auf die Kniebiomechanik bei der Landung. The Knee, 26(1), 52–60. doi: https://doi.org/10.1016/j.knee.2018.10.017
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Nudo, R., Plautz, E. & Frost, S. (2001). Die Rolle der adaptiven Plastizität bei der Wiederherstellung der Funktion nach Schädigung des motorischen Kortex. Muscle and Nerve, 24, 1000-1019.
Phelps, L., Williams, R., Raichle, K., Turner, A. & Ehde, D. (2008). Die Bedeutung kognitiver Prozesse für die Anpassung im ersten Jahr nach einer Amputation. Journal of Rehabilitation Psychology, 53(1), 28–38. doi:10.1037/0090-5550.53.1.28
Solberg, L., Roach, A. & Segerstrom, S. (2009). Exekutive Funktionen, Selbstregulation und chronischer Schmerz: Ein Überblick. Annals of Behavioral Medicine, 37, 173–183. doi:10.1007/s12160-009-9096-5
Williams, R., Turner, A., Segal, A., Klute, G., Pecoraro, J. & Czerniecki, J. (2006). Beeinflusst eine computergesteuerte Knieprothese die kognitive Leistungsfähigkeit beim Gehen von Amputierten? Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 87(7), 989–994. doi:10.1016/j.apmr.2006.03.006
Yogev-Seligmann, G., Hausdorff, J. & Giladi, N. (2008). Die Rolle exekutiver Funktionen und Aufmerksamkeit beim Gehen. Movement Disorder Society, 23(3), 329–342. doi:10.1002/mds.21720
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NeuroTracker ist eines der am besten erforschten kognitiven Trainingssysteme und wird weltweit im Spitzensport, beim Militär und im Bereich der Leistungsoptimierung eingesetzt. Es basiert auf 20 Jahren neurowissenschaftlicher Forschung.
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