Theorie des Spiegeltrainings - Teil II

Im ersten Teil habe ich den Funktionsmechanismus zusammengefasst; in diesem Posting möchte ich den neurophysiologischen Hintergrund erläutern.

Ein grosser Teil der Oberfläche unseres Gehirns ist für eine Karte der Körperoberfläche reserviert, d.h. jeder Körperteil lässt sich auf dieser Karte auffinden. Wir verwenden das gleiche Prinzip mit Landkarten und Stadtplänen. Die Vorteile liegen klar auf der Hand: möchte ich z.b. Entfernungen messen dann brauche ich nur auf der Karte nachschauen und muss die Strecke nicht in Wirklichkeit nachfahren.

Diese Karten sind in unserem Gehirn genetisch festgelegt, d.h. jeder besitzt eine Karte auf der 2 Arme, 2 Beine, etc. vorhanden sind - auch wenn die betreffende Person z.b. ohne Arme geboren wird! Ja - richtig gelesen - auch Menschen denen durch einen (Gen)Defekt eine Extremität fehlt können Phantomschmerzen empfinden weil ja die Karte dafür vorhanden ist.

Die Karten sind aber natürlich nicht statisch sondern werden laufend angepasst; so findet man bei Musikern (Violinisten) eine vergrösserte Darstellung der Finger einer Hand. Wo also mehr Input erzeugt wird - durch häufigen konzentrierten Gebrauch - vergrössert sich das Areal auf der Gehirnrinde.

Umgekehrt bei Amputationen: dort wird vom abgetrennten Körperteil kein Signal mehr empfangen und der entsprechende Teil auf der Gehirnrinde schrumpft; schlimmer noch: die benachbarten/angrenzenden Teile wandern in das Gebiet ein; daher ist es völlig normal dass Patienten die einen Arm verloren haben an der Wange empfindlicher werden - denn diese Bereiche liegen auf der Karte nebeneinander. Das was früher als vom Arm kommend empfunden wurde wird jetzt auf die Wange und den Arm umgeleitet.

Diese Änderungen in der Hardware des Gehirns bezeichnet man als "Neurale Plastizität"; sie finden auch statt wenn man neue Bewegungen erlernt. Manche dieser Veränderungen sind erwünscht (eben wie beim lernen) - bei chronischen Schmerzsyndromen sind sie aber eher nachteilig weil das Endergebnis chronischer zentral erzeugter Schmerz ist.

Durch das Spiegeltraining (und auch andere Therapieformen, die normales Feedback wiederherstellen) kann man diese Prozesse rückgängig machen und dauerhafte Erfolge erzielen.

Theorie des Spiegeltrainings - Teil I

Spiegeltraining (besser: Training mit visuellem Feedback) funktioniert - basta.

Man hat es inzwischen mit fast allen chronischen Schmerzsyndromen versucht (Phantomschmerz, CRPS, Querschnittlähmungen, Schlaganfall, ...) und die Ergebnisse sind immer die gleichen: kurze Trainingsdauer führt zu schnellen und v.a. langanhaltenden Erfolgen.

Was ist das besondere an dieser Art der Therapie das den Erfolg ausmacht?

Wen man nicht viel Zeit hat und nur eine einzige Studie lesen möchte kommt man um die hier nicht rum:

A.J. Harris "Cortical Origin of Pathological Pain", THE LANCET • Vol 354 • October 23, 1999

Es ist genaugenommen keine Studie, sondern "nur" eine Hypothese - aber da sie noch aus dem letzten Jahrtausend stammt ;-) und man inzwischen fleissig weitergeforscht hat wurde inzwischen alles bestätigt was Harris noch als Spekulation bezeichnete.

Meine Zusammenfassung:

Jeder kennt das Gefühl das man empfindet wenn die Information die uns unser Gleichgewichtsorgan liefert nicht mit der Info übereinstimmt die unsere Augen liefern.

Bezeichnungen dafür sind z.b. Seekrankheit, Reisekrankheit, etc.

Dabei ist es völlig egal ob sich der Körper bewegt und die Augen keine Bewegung wahrnehmen oder umgekehrt.

Wer noch nie einen First-Person-Shooter erlebt hat dem wird normal nach kürzester Zeit übel (das zuschauen reicht dabei schon aus). Richtschützen in modernen Kampfpanzern erleben das umgekehrte Gefühl bei der Fahrt durchs Gelände - denn ihre Optiken sind stabilisiert, d.h. sie sehen keine Bewegung obwohl ihr Körper sich heftig bewegt.

Das Besondere an dieser Empfindung: das Endresultat ist nicht Schmerz, sondern Übelkeit. Vermutlich deshalb weil unser Gehirn Schwindel als von einer Vergiftung ausgehend interpretiert und Übelkeit erzeugt um den Magen leerzupumpen.

Harris spekuliert dass chronischer Schmerz nach dem gleichen Muster funktionieren könnte - basierend auf einer Inkongruenz zwischen Bewegungsabsicht, Bewegungsempfinden und visuellem Feedback. Es wurde nämlich eine Region im Gehirn entdeckt die dann aktiv wird wenn sich zwischen diesen 3 Faktoren Unstimmigkeiten ergeben.

Da - besonders bei Phantomschmerz - kein visuelles Feedback mehr existieren kann, weil der betroffene Körperteil nicht mehr vorhanden ist, ist auch klar. Und genau dieses Problem kann man eben mit dem Spiegel sehr elegant lösen: das Spiegelbild der noch vorhandenen Extremität sieht aus wie der fehlende Teil. Und da unser Gehirn nicht zwischen Realität und optischen Täuschungen unterscheiden kann (siehe die Postings zum Thema fehlerhafte Wahrnehmung) sieht es das Spiegelbild als echt an und der Schmerz verschwindet.

Schmerz entsteht erst wenn alle automatischen Mechanismen die unserem Gehirn zur Verfügung stehen ausgeschöpft sind (Schonhaltungen, etc.); erst dann empfinden wir Schmerz der uns durch die starke emotionale Komponente dazu bringen soll "etwas (dagegen) zu unternehmen". In diesem Fall sehe ich Schmerz nicht als Warnsignal, sondern eher als ein Zeichen dass unser Gehirn nicht in der Lage ist aus einer Situation Sinn zu machen und deshalb "uns" einschaltet damit wir uns darum kümmern.

Ob Frösche auch Phantomschmerz empfinden kann ich leider nicht sagen ;-):

Phantomschmerz

Die vorausgegangenen Postings haben gezeigt wie ungenau unsere Wahrnehmung in Wirklichkeit ist. Wir empfinden es anders - aber dieses Gefühl ist auch nur eine "Fassade" die uns von unserem eigenen Gehirn vorgetäuscht wird.
Ist vermutlich auch besser so - denn ohne das Gefühl Kontrolle zu haben würden wir nicht lange überleben; diesen Effekt sieht man sehr schön in Experimenten in denen man jemandem experimentell Schmerzen zufügt:
Personen denen man sagt dass sie das Experiment jederzeit abbrechen können empfinden den gleichen Reiz (Hitze, Strom, ...) als weit weniger schmerzhaft als Probanden die nichts machen können.

Im Tierversuch zeigt sich ausserdem dass Stresssituationen die nicht kontrolliert werden können zu all den typischen Problemen führen wie Bluthochdruck, Magengeschwüren, etc. - während das Gefühl Kontrolle über die Situation zu haben das verhindert.

Zurück aber zu unserer Wahrnehmung: die "Fehler" die unser Gehirn macht wenn es um das Sammeln von Informationen geht kann man auch nutzen um z.b. chronische Schmerzen zu behandeln.

Eine der schwierigsten Situationen im Bereich chronischer Schmerz ist Phantomschmerz. Die bisherigen Erklärungsmodelle sind alle gescheitert weil sie leider das Gehirn des Patienten völlig ausser acht gelassen haben. Man hat versucht alles mit einer rein peripher anatomischen Veränderung zu erklären, d.h. abgetrennte Nerven, etc.
Niemand ist auf die Idee gekommen eine Therapie zu entwickeln die die Sichtweise des Gehirns des Patienten mit einbezieht. Bis V.S. Ramachandran die "Mirror-Box" Therapie entwickelt hat.

Dabei wird dem Gehirn vorgetäuscht dass der amputierte Körperteil noch vorhanden ist und ganz normal bewegt werden kann; da das Gehirn dann keinen Konflikt mehr zwischen Bewegungs- und visueller Information erkennen kann hört der Schmerz nach wenigen Minuten auf:



Die ganze Therapie umfasst natürlich einen etwas längeren Zeitraum - also mehrere Trainingseinheiten pro Tag über mehrere Wochen - aber die Resultate sind so vielversprechend - und v.a. sofort zu spüren - dass es sich wirklich lohnt es zu probieren.

Die gleiche Technik kann man auch für andere schwerwiegende chronische Schmerzprobleme verwenden - allen voran CRPS - hier in Deutschland leider noch unter den Bezeichnungen Morbus Sudeck und Sympathischer Reflexdystrophie bekannt. Allerdings ist es dabei oft nötig die Therapie dabei zunächst auf einem niedrigeren Level zu starten da die Empfindlichkeit teils so hoch ist dass die Spiegeltherapie nicht gleich am Anfang verwendet werden kann.

Ach ja - da Phantomschmerz hier in Deutschland sehr gut erforscht wurde kann man alle Prinzipien die in der "Mirror-Box" Anwendung finden auch auf chronische Rückenschmerzen übertragen denen man dann ein für allemal Ade sagen kann - genau das also was ich in der täglichen Praxis mache.

Wahrnehmung und Erwartungshaltung

In den vorausgegangenen Einträgen habe ich versucht zu zeigen dass unsere Wahrnehmung nicht so perfekt ist wie wir glauben. Wenn wir abgelenkt sind ist es möglich vor unseren Augen gravierende Veränderungen an einer Szene vorzunehmen ohne dass sie uns auffallen bzw. bewusst werden.

Ein mögliches Gegenargument ist dass die Beispiele die ich dafür gepostet habe alle mit Bewegung zu tun hatten und dass man bei einer statischen Szene kein Problem hätte bestimmte Details zu erkennen.

Zum Glück habe ich dafür vor einiger Zeit ein entsprechendes Photo gemacht:



Die Aufgabe: dieses Bild intensiv für ca. 1 Minute studieren und dann alle Auffälligkeiten beschreiben - die "Auflösung" erfolgt weiter unten.

Der deutsche Titel des Bildes ist "Blutbad" - ein Begriff der mindestens zwei verschiedene Bedeutungen haben kann: in der Regel stellen wir uns darunter ein Massaker vor. Die nicht-Erfüllung dieser Erwartung kann man in der Photographie (und auch anderen Bereichen) bewusst ausnutzen um einen "Aha" Effekt zu erzeugen.
Dadurch wird der Betrachter vom passiven zum aktiven Teilnehmer. Erst so wird aus einem Handwerk "Kunst" - und damit zu einem befriedigenden Erlebnis. Der Effekt eines Kunstwerks besteht in der Interaktion zwischen Zuschauer (dem Gehirn der Person) und dem betrachteten Objekt (Bild, Photo, Statue, Film, etc.).
Kunst basiert auf "simplen" Regeln die V.S. Ramachandran hier vorstellt.
Ich kann die ganze Serie seiner Reith Lectures nur wärmstens empfehlen.

Zurück zum Bild:
ich bin noch weit davon entfernt auch nur eines meiner Bilder als "Kunst" zu bezeichnen. Ich befinde mich noch viel zu sehr in der "handwerklich geschickten" Phase was das photographieren angeht. Aber ich finde immer und immer wieder dass meine beiden Hauptinteressen - Neurowissenschaften und Photographie - eine automatische Verbindung in meinen Bildern finden. So wie auch in diesem kleinen "Werk".

Und jetzt zur "Lösung":
wie schaut man sich so ein Bild an?
Wenn man das Photo zum ersten Mal sieht fängt unser Gehirn sofort an das Ganze in Einzelteile zu zerlegen und bestimmten Kategorien zuzuordnen; diese sind u.a. Bad, Spielzeug, Playmobil, Möbel, Photo, etc.
Danach wird weiter in Unterkategorien aufgeteilt: Badewanne, WC, Brause, ....

Und genau hier liegt das Problem:
Da unser Gehirn auf maximale Reaktionsgeschwindigkeit eingestellt ist (was ganz nützlich ist wenn man in der Wildnis überleben will) übernimmt es die Information über dieses Bild aus der entsprechenden Kategorie!, d.h. es verwendet nicht die tatsächliche visuelle Information sondern die Information die vor 20 Jahren oder mehr über das Konzept "Bad" abgespeichert wurde!
Unser Gehirn "erwartet" etwas (über das Konzept Bad) was gar nicht vorhanden ist bzw. bemerkt etwas nicht was tatsächlich vorhanden ist. Dadurch übersehen wir Details.

Wieso ist es denn so schwer in einem Text Schreibfehler zu finden den wir selbst geschrieben haben? Weil wir den Text nicht wirklich lesen wenn wir ihn versuchen zu korrigieren.
Der Text liegt in unserem Gedächtnis natürlich fehlerfrei vor; wenn wir ihn vom Papier oder Bildschirm lesen rufen wir die Information nicht visuell ab (dauert zu lange) - sondern unser Gehirn sendet die abgespeicherte Version. Deshalb übersehen wir selbst gravierende Fehler.
Um das Gehirn zu überlisten kann man Texte z.b. rückwärts lesen (also am Ende anfangen) weil dann unser Gedächtnis nicht eingreifen kann.

Warum ist unserem Gehirn Geschwindigkeit so wichtig und wieso probiert es immer (über Erwartungshaltungen) alles vorauszusehen?
Dank unserer Evolution wurden die "Träumer" aussortiert. ;-)
Derjenige der bei der geringsten Gefahr reagieren konnte hat überlebt. Wenn ein Raubtier plötzlich hinter einem Baum vorspringt ist es wichtig mich schnell in Deckung zu bringen - das kann ich machen wenn ich das Tier auf den ersten Blick in die Kategorie "Gefahr" unterbringen kann.
Deshalb erschrecken wir auch heute noch vor harmlosen Dingen die plötzlich auftauchen. Würde man sich Zeit für die Unterkategorisierung nehmen wäre man sehr schnell sehr tot.
Unsere Reaktion wird also durch die Kategorie bestimmt die unser Gehirn verwendet - nicht durch das was tatsächlich vorliegt.

Zum Bild: keine der Kategorien die wir verwenden enthält die Information dass Playmobilfiguren Mundwinkel haben die nach unten zeigen. Und noch viel weniger dass Augen und Mund schwarz sind. Playmobils haben immer braune Augen und grinsen die ganze Zeit. Und da unser Gehirn in Kategorien denkt fällt niemandem auf dass diese Figur anders ist. Wer es trotzdem bewusst wahrgenommen hat erhält 100 Punkte.

Die Verbindung zum Thema Schmerz ist ebenfalls sehr einfach (und unglaublich wichtig in der Therapie):
bei chronischen Patienten werden teilweise Bewegungen (bücken, heben, ...) in Kategorien eingeordnet bzw. Kategorien aktiviert die nichts mit dem tatsächlichen Geschehen zu tun haben! In diesen Fällen reicht es aus nur an eine Bewegung zu denken um eine Schmerzattacke zu provozieren. Das Gehirn erwartet Schmerz und löst ihn vorsichtshalber schon im voraus aus (Erwartungshaltung).
In diesem Fall muss die Software "umprogrammiert" und die fehlerhafte Einteilung gelöscht werden.
Wer hätte gedacht dass man durch ein einfaches (und lustiges) Photo einen der wichtigsten Grundsätze der Schmerzforschung erklären kann?!