Ent­wick­lung und Ver­tei­lung rezep­ti­ver Haut­zo­nen zur Anre­gung von Phan­to­m­emp­fin­dun­gen an Beinamputierten

A. Meier-Koll, T. Friedel, T. Raible, S. Wycisk
Die Amputation einer Extremität unterbricht Nervenbahnen, die im somatosensorischen Rindenfeld der gegenseitigen Hirnhälfte enden. An den nicht mehr aktivierten Zielneuronen zerfallen Synapsen, welche die afferenten Nervenbahnen dort gebildet hatten. Sie werden durch neue Synapsen ersetzt, die intrakortikale Nervenfasern aus benachbarten Zonen des somatosensorischen Rindenfeldes an den deafferenzierten Zielneuronen anlegen. Diese synaptische Reorganisation weist schließlich Hautzonen auf der dem Ort der Amputation ipsilateralen Körperhälfte als rezeptive Felder aus, deren taktile und elektrische Reizung schmerzfreie Phantomempfindungen für Teile der amputierten Extremität auslösen kann. In zwei früheren Beiträgen wurde gezeigt, dass sich solche rezeptiven Felder bei Beinamputierten für eine schritt­getriggerte elektrische Phantomstimulation nutzen lassen, die beispielsweise beim Schreiten mit einer Prothese Phantomempfindungen für Ferse und Ballen des verlorenen Fußes hervorruft. An 60 beinamputierten Probanden wurde dokumentiert, in welcher Zeitspanne nach einer Amputation sich rezeptive Felder entwickeln und in welchen Mustern sie sich auf der entsprechenden Körperhälfte in Abhängigkeit von der Amputationshöhe verteilen.

Ein­lei­tung

Die Wahr­neh­mung des Kör­pers und sei­ner Tei­le beruht auf elek­tri­schen Impuls­ak­ti­vi­tä­ten von Neu­ro­nen der post­zen­tra­len Win­dun­gen bei­der Hirn­hälf­ten. Ner­ven­im­pul­se, aus­ge­löst an tak­ti­len, nozi- und pro­prio­zep­ti­ven Sin­nes­re­zep­to­ren einer Kör­per­hälf­te, erre­gen – zur gegen­sei­ti­gen Hirn­rin­de gelei­te­tet – soma­to­sen­so­ri­sche Neu­ro­nen, die den genann­ten Sin­nes­qua­li­tä­ten zuge­ord­net sind. Die Ner­ven­bah­nen aus jeder Kör­per­hälf­te tref­fen in der post­zen­tra­len Win­dung der gegen­sei­ti­gen Hirn­hälf­te somato­top geord­net an ihren Ziel­neu­ro­nen ein. Benach­bar­te Orte einer Kör­per­hälf­te wer­den von Ner­ven­bah­nen mit Ziel­neu­ro­nen ver­bun­den, die auch auf der ent­spre­chen­den post­zen­tra­len Hirn­rin­de benach­bart sind. So wird jede Kör­per­hälf­te vom Schei­tel bis zur Soh­le in einem Kon­ti­nu­um benach­bar­ter Ziel­neu­ro­nen abge­bil­det. Die Ent­de­cker die­ses ver­klei­ner­ten kor­ti­ka­len Abbilds des mensch­li­chen Kör­pers, Wil­der Pen­field und Thors­ten Ras­mus­son, nann­ten es „Homun­ku­lus“ 1.

Jede Ampu­ta­ti­on einer Extre­mi­tät unter­bricht Ner­ven­bah­nen und hin­ter­lässt in der gegen­sei­ti­gen soma­to­sen­so­ri­schen Hirn­rin­de ein Feld stum­mer, weil nicht mehr akti­vier­ter Neu­ro­nen, deren Impuls­ak­ti­vi­tät vor der Ampu­ta­ti­on den ver­lo­re­nen Kör­per­teil reprä­sen­tiert hat­te. Die nicht mehr betä­tig­ten Syn­ap­sen an sol­chen Neu­ro­nen zer­fal­len. Aus benach­bar­ten Berei­chen der soma­to­sen­so­ri­schen Hirn­rin­de kön­nen Axo­ne in das brach­lie­gen­de Feld ein­wach­sen und an des­sen Neu­ro­nen neue Syn­ap­sen anstel­le der zer­fal­le­nen anle­gen 2 3. Über sie wer­den Neu­ro­nen des brach­lie­gen­den Fel­des wie­der von Neu­ro­nen eines oder meh­re­rer benach­bar­ter Rin­den­fel­der akti­viert, sofern die­se Reiz­im­pul­se aus den ihnen ent­spre­chen­den Haut­zo­nen emp­fan­gen. Daher weist die beschrie­be­ne kor­ti­ka­le Reor­ga­ni­sa­ti­on inner­halb der soma­to­sen­so­ri­schen Hirn­rin­de bestimm­te Haut­zo­nen als rezep­ti­ve Fel­der aus, deren tak­ti­le Rei­zung Phan­to­m­emp­fin­dun­gen für ein­zel­ne Tei­le der ampu­tier­ten Extre­mi­tät aus­zu­lö­sen ver­mag 4.

In zwei frü­he­ren Stu­di­en konn­ten an Unter- und Ober­schen­kel­am­pu­tier­ten umschrie­be­ne rezep­ti­ve Fel­der ermit­telt wer­den, deren tak­ti­le Rei­zung mit Hil­fe von Pin­seln oder Zahn­bürs­ten Phan­to­m­emp­fin­dun­gen für ein­zel­ne Zehen, Bal­len, Fuß­ge­wöl­be, Fer­se, Achil­les­seh­ne und Wade her­vor­rief 5 6. Ihre Gren­zen wur­den mit Hil­fe eines Schmink­stif­tes ange­zeich­net. In digi­ta­len Foto­gra­fien ihrer Ver­tei­lungs­mus­ter wur­den ein­zel­ne rezep­ti­ve Fel­der mit Hil­fe der Paint-Funk­ti­on eines Note­books farb­lich her­vor­ge­ho­ben. Rezep­ti­ve Haut­fel­der waren aus­schließ­lich ipsi­la­te­ral zur Ampu­ta­ti­ons­stel­le über Ober­schen­kel, Hüf­te, Ober­kör­per, Schul­ter, Ober- und Unter­arm und Hand ver­teilt. Vor­ver­su­che hat­ten über­dies gezeigt, dass auch Seri­en elek­tri­scher Span­nungs­im­pul­se eines Funk­ti­ons­ge­ne­ra­tors – mit Hil­fe eines bipo­la­ren Sets von TENS-Elek­tro­den auf eines die­ser rezep­ti­ven Fel­der gelei­tet – eine ent­spre­chen­de Phan­to­m­emp­fin­dung her­vor­rie­fen 7.

Bei einem Anwen­der mit einer rechts­sei­ti­gen Unter­schen­kel­am­pu­ta­ti­on fand sich bei­spiels­wei­se eine umschrie­be­ne Haut­zo­ne sei­ner rech­ten Kör­per­hälf­te als rezep­ti­ves Feld für den Vor­fuß, eine ande­re als rezep­ti­ves Feld für die Fer­se. Impul­se zwei­er getrenn­ter Strom­krei­se eines trag­ba­ren akku­ge­speis­ten Funk­ti­ons­ge­ne­ra­tors wur­den durch je eines der Elek­tro­den­paa­re an die­se rezep­ti­ven Haut­zo­nen gelei­tet. Jeder Strom­kreis ließ sich mit Hil­fe eines last­emp­find­li­chen Kon­takt­sen­sors schlie­ßen und öff­nen. Je ein Kon­takt­sen­sor wur­de in den vor­de­ren, der ande­re in den hin­te­ren Teil einer Schuh­soh­le ein­ge­ar­bei­tet, auf die der Pro­the­sen­fuß trat. Setz­te der Pro­the­sen­fuß beim Erst­kon­takt mit der Fer­se auf, wur­de zeit­gleich eine Phan­to­m­emp­fin­dung für die Fer­se aus­ge­löst. Sobald der Pro­the­sen­fuß abroll­te, folg­te die Phan­to­m­emp­fin­dung für den Vor­fuß nach. Bei­de Phan­to­m­emp­fin­dun­gen zeig­ten eine gewis­se Träg­heit und gin­gen des­halb der­art inein­an­der über, dass der Anwen­der die­ses schritt­ge­trig­ger­ten Phan­tom­sti­mu­la­tors den Ein­druck hat­te, mit einem intak­ten Bein statt mit einer Pro­the­se zu schreiten.

Nach den Ergeb­nis­sen der bei­den frü­he­ren Stu­di­en kön­nen Phan­tom­sti­mu­la­to­ren als medi­zin­tech­ni­sche Hilfs­mit­tel die­nen, denn jede her­kömm­li­che Bein­pro­the­se – selbst ein ein­fa­ches Holz­bein – lässt sich mit einem der­ar­ti­gen Sys­tem bestü­cken. Sei­ne Kom­po­nen­ten kön­nen so kom­pakt zusam­men­ge­stellt wer­den, dass sich ein sol­cher Phan­tom­sti­mu­la­tor auch in jede High-Tech-Pro­the­se ein­fü­gen lässt. Um die prak­ti­sche und wirt­schaft­li­che Nut­zung der elek­tri­schen Phantom­stimulation zu beur­tei­len, müs­sen drei Fra­gen beant­wor­tet werden:

  1. Wie vie­le bein­am­pu­tier­te Per­so­nen einer grö­ße­ren Stich­pro­be wei­sen rezep­ti­ve Fel­der auf, die sich für eine elek­tri­sche Phan­tom­sti­mu­la­ti­on nut­zen lassen?
  2. Bedarf es nach der Ampu­ta­ti­on einer gewis­sen Zeit­span­ne, bis sich rezep­ti­ve Fel­der aus­ge­bil­det haben?
  3. Wie ver­tei­len sich rezep­ti­ve Fel­der in Abhän­gig­keit von der Ampu­ta­ti­ons­hö­he am Körper?

Die vor­lie­gen­de Stu­die soll die­se Fra­gen beantworten.

Metho­de

Im Ver­lauf meh­re­rer Jah­re wur­den von 60 bein­am­pu­tier­ten Pro­ban­den Daten über die Anla­ge und Ver­tei­lung rezep­ti­ver Fel­der gesam­melt. Ein Teil der Ampu­tier­ten waren Kli­en­ten einer süd­deut­schen, einer schwei­ze­ri­schen und einer kana­di­schen Rehabilitations­klinik für Ortho­pä­die. Wei­te­re ampu­tier­te Per­so­nen hat­ten sich auf­grund von Pres­se­mit­tei­lun­gen über eine Selbst­hil­fe­grup­pe und dank der Ver­mitt­lung einer auf die Geh­schu­lung Bein­am­pu­tier­ter spe­zia­li­sier­ten phy­sio­the­ra­peu­ti­schen Pra­xis zur Ver­fü­gung gestellt.

Für die Kar­tie­rung rezep­ti­ver Fel­der wur­de je eine Packung Ein­mal-Zahn­bürs­ten und Wat­te­stäb­chen neben eini­gen Schmink­stif­ten (Augen­brau­en- oder Lid­schat­ten-Stif­te) bereit­ge­hal­ten. Ein Unter­su­cher begann damit, am frei­ge­leg­ten Stumpf mit einem der Ins­trumente Haut­stel­len zu über­strei­chen, und arbei­te­te sich lang­sam auf der dem Stumpf ipsi­la­te­ra­len Kör­per­hälf­te über Becken­be­reich, Ober­kör­per und die Schul­ter vor, bis er auch den Arm und die Hand abge­sucht hatte.

Erwar­tungs­ge­mäß gaben die Pro­ban­den an, den tak­ti­len Reiz an der Stel­le zu spü­ren, an der er gesetzt wur­de. Wenn ein Pati­ent berich­te­te, die tak­ti­le Rei­zung einer Haut­stel­le rufe auch Phan­to­m­emp­fin­dun­gen eines bestimm­ten Teils sei­ner ver­lo­re­nen Extre­mi­tät her­vor, wur­den die Gren­zen die­ser Haut­zo­ne mit Hil­fe eines Schmink­stif­tes ange­zeich­net. In sol­che umgrenz­ten Haut­zo­nen wur­de in Druck­buch­sta­ben je eine ver­kürz­te Benen­nung des ent­spre­chen­den Phan­tom­glie­des ein­ge­zeich­net. Die so kar­tier­ten rezep­ti­ven Haut­zo­nen wur­den zur Doku­men­ta­ti­on mit Hil­fe einer Digi­tal­ka­me­ra foto­gra­fiert (Abb. 1a). Die Paint-Funk­ti­on eines Note­books erlaub­te es schließ­lich, die rezep­ti­ven Fel­der in den digi­ta­len Auf­nah­men mit kreis- oder ellip­sen­för­mi­gen Farb­fel­dern zu bele­gen (Abb. 1b). Nach­dem die Gren­zen der vor­ge­fun­de­nen rezep­ti­ven Fel­der ange­zeich­net waren, wur­de durch aber­ma­li­ges Bestrei­chen die Repro­du­zier­bar­keit der ent­spre­chen­den Phan­to­m­emp­fin­dun­gen geprüft.

Ergeb­nis­se

Als Pri­mär­da­ten wur­den von jedem Pati­en­ten des­sen Alter und die Zeit erfragt, die seit der Ampu­ta­ti­on bis zum Ter­min der Unter­su­chung ver­stri­chen war. Im Fol­gen­den wird sie als „Latenz“ bezeich­net. Die­se bei­den Koor­di­na­ten – Alter und Latenz – legen für jeden Pati­en­ten einen Punkt in einem Dia­gramm fest (Abb. 2 u. 3). Pati­en­ten, an denen min­des­tens ein rezep­ti­ves Feld kar­tiert wer­den konn­te, erhiel­ten einen schwar­zen Punkt, Pati­en­ten, an denen kein rezep­ti­ves Feld gefun­den wur­de oder sich nicht repro­du­zie­ren ließ, einen weißen.

Bei den meis­ten Pro­ban­den ohne rezep­ti­ve Fel­der lag die Ampu­ta­ti­on weni­ger als sechs Mona­te zurück (s. Abb. 2). Ins­ge­samt fan­den sich 22 Pati­en­ten, deren Ampu­ta­ti­on weni­ger oder genau sechs Mona­te zurück­lag. Davon zeig­ten 11 Pro­ban­den kei­ne rezep­ti­ven Fel­der. Inner­halb der ers­ten sechs Mona­te nach der Ampu­ta­ti­on hat­ten dem­nach 50 Pro­zent der Bein­am­pu­tier­ten noch kei­ne rezep­ti­ven Fel­der ent­wi­ckelt. In der Stich­pro­be fan­den sich drei wei­te­re Pati­en­ten ohne rezep­ti­ve Fel­der. Ihre Ampu­ta­ti­on lag mehr als sechs, jedoch weni­ger als 18 Mona­te zurück. An allen unter­such­ten Pati­en­ten, deren Ampu­ta­ti­on mehr als 1,5 Jah­re zurück­lag, wur­de min­des­tens ein, in den meis­ten Fäl­len aber eine Grup­pie­rung meh­re­rer rezep­ti­ver Fel­der gefun­den (s. Abb. 3).

Die Abbil­dun­gen 2 und 3 ent­hal­ten Daten­punk­te von 58 Pro­ban­den. Bei zwei der ins­ge­samt 60 unter­such­ten Pro­ban­den lag die Ampu­ta­ti­on mehr als 20 Jah­re zurück. Auch bei die­sen Pro­ban­den wur­den rezep­ti­ve Fel­der nach­ge­wie­sen; da ihre Latenz jedoch mehr als 20 Jah­re betrug, konn­ten ihre Daten­punk­te nicht in das Dia­gramm in Abbil­dung 3 auf­ge­nom­men werden.

Offen­sicht­lich bedarf die Hälf­te frisch ampu­tier­ter Per­so­nen einer Span­ne von meh­re­ren Mona­ten, bis die neu­ro­na­le Reor­ga­ni­sa­ti­on der betrof­fe­nen soma­to­sen­so­ri­schen Hirn­rin­de bestimm­te Haut­zo­nen als rezep­ti­ve Fel­der zur Anre­gung von Phan­to­m­emp­fin­dun­gen aus­ge­wie­sen hat. Mit der Ampu­ta­ti­on geht not­wen­di­ger­wei­se eine Deaf­fe­ren­zie­rung des Fuß- oder Bein­fel­des im Homun­ku­lus der kor­re­spon­die­ren­den Hirn­rin­de ein­her. Wenn wir mit Rama­chand­ran und Hirstein 8 anneh­men, dass Axo­ne akti­ver Neu­ro­ne des soma­to­sen­so­ri­schen Homun­ku­lus aus der unmit­tel­ba­ren oder fer­ne­ren Nach­bar­schaft in das brach­lie­gen­de Feld ein­wach­sen und dort sy­naptische Kon­tak­te mit den inak­ti­ven Neu­ro­nen schlie­ßen, müs­sen wir für die­ses Wachs­tum eine Zeit­span­ne ver­an­schla­gen, die meh­re­re Mona­te dau­ern kann. An allen Pro­ban­den die­ser Stu­die, deren Ampu­ta­ti­on mehr als 1,5 Jah­re zurück­lag, wur­den rezep­ti­ve Haut­fel­der gefun­den. Die genann­te Pene­tra­ti­on eines nach der Ampu­ta­ti­on brach­lie­gen­den Fel­des der soma­to­sen­so­ri­schen Hirn­rin­de durch Axo­ne aus sei­ner Nach­bar­schaft ist gemäß der vor­lie­gen­den Schät­zung spä­tes­tens nach 1,5 Jah­ren abgeschlossen.

Ver­tei­lungs­mus­ter rezep­ti­ver Felder

Für eine schritt­ge­steu­er­te elek­tri­sche Phan­tom­sti­mu­la­ti­on las­sen sich ins­be­son­de­re rezep­ti­ve Fel­der für tar­sa­le und meta­tar­sa­le Tei­le des Fußes nut­zen 9 10. Daher soll­te bestimmt wer­den, in wel­chen Ver­tei­lungs­mus­tern sich sol­che rezep­ti­ven Fel­der in Abhän­gig­keit von der Ampu­ta­ti­ons­hö­he am Kör­per häu­fen. Die Mit­tel­punk­te von rezep­ti­ven Fel­dern tar­sa­ler Antei­le (Fer­se, Sprung­ge­lenk, Achil­les­seh­ne) wur­den mit einem Stern­chen (*), die­je­ni­gen meta­tar­sa­ler Antei­le (Zehen, Bal­len, Fuß­soh­le) mit einem Kreis () gekenn­zeich­net. Anhand die­ser Sym­bo­le wur­den die indi­vi­du­el­len Posi­tio­nen tar­sa­ler oder meta­tar­sa­ler rezep­ti­ver Fel­der kumu­la­tiv in geschlechts­neu­tra­le Kör­per­sche­ma­ta ein­ge­tra­gen (Abb. 4 u. 5).

24 Pro­ban­den, die rezep­ti­ve Fel­der aus­ge­bil­det hat­ten, waren am Unter­schen­kel ampu­tiert, 18 links­sei­tig und 6 recht­sei­tig. Unter ihnen waren meh­re­re Pro­ban­den, deren Unter­schen­kel infol­ge eines Motor­rad­un­falls zer­trüm­mert wor­den war. Als Fol­ge des Rechts­ver­kehrs und sei­ner Vor­fahrts­re­geln ist bei Motor­rad­fah­rern das lin­ke Bein mehr gefähr­det als das rech­te. Dies erklärt den Unter­schied in der Häu­fig­keit links- und recht­sei­tig unter­schen­kel­am­pu­tier­ter Probanden.

Das Kumu­la­ti­ons­mus­ter der Zen­tren rezep­ti­ver Fel­der für Phan­to­m­emp­fin­dun­gen tar­sa­ler und meta­tar­sa­ler Tei­le des ver­lo­re­nen Fußes, das an 18 links­sei­tig Unter­schen­kel­am­pu­tier­ten bestimmt wur­de, zeigt eine deut­li­che Häu­fung an Vor­der- und Rück­sei­te von Ober­schen­kel und Arm (Abb. 4a). Für die klei­ne Grup­pe der sechs rechts­sei­tig Unter­schen­kel­am­pu­tier­ten ergab sich ein weni­ger dich­tes Kumu­la­ti­ons­mus­ter, das eine Häu­fung rezep­ti­ver Fel­der an Knie und Ober­schen­kel erken­nen lässt (Abb. 4b).

Des­glei­chen wur­den ent­spre­chen­de Kumu­la­ti­ons­mus­ter an 11 links­sei­tig und 7 recht­sei­tig Ober­schen­kel­am­pu­tier­ten bestimmt (Abb. 5). Hier häuf­ten sich rezep­ti­ve Fel­der am Ober­schen­kel­stumpf. Mehr rezep­ti­ve Fel­der als bei den Unter­schen­kel­am­pu­tier­ten wur­den an Hüf­te und Schul­ter gefun­den, jedoch ver­gleich­bar vie­le rezep­ti­ve Fel­der bei bei­den Grup­pen am Arm.

Für die ins­ge­samt 24 Unter- und 18 Ober­schen­kel­am­pu­tier­ten wur­den die rela­ti­ven Häu­fig­kei­ten berech­net, mit der rezep­ti­ve Fel­der für tar­sa­le und meta­tar­sa­le Tei­le des Fußes am Stumpf des Unter­schen­kels, an Ober­schen­kel, Hüf­te, Schul­ter und Arm der betrof­fe­nen Kör­per­sei­te ver­tre­ten waren (Tab. 1). Die Daten in der Tabel­le bele­gen, dass bei Ober­schen­kel­am­pu­tier­ten mehr rezep­ti­ve Fel­der an Hüf­te und Schul­ter als bei Unter­schen­kel­am­pu­tier­ten gefun­den wurden.

Unter den 14 Pro­ban­den, an denen kei­ne rezep­ti­ven Fel­der bestimmt wer­den konn­ten, waren 11 unter­schen­kel- und 3 ober­schen­kel­am­pu­tiert. Die Grup­pen der 24 Unter­schen­kel- und 18 ­Ober­schen­kel­am­pu­tier­ten mit rezep­ti­ven Fel­dern und die 14 Pro­ban­den ohne rezep­ti­ve Fel­der umfas­sen 56 Per­so­nen. Es bleibt von der ins­ge­samt 60-köp­fi­gen Stich­pro­be eine Rest­grup­pe von 4 Pro­ban­den, die weder ein­sei­tig unter- noch ein­sei­tig ober­schen­kel­am­pu­tiert waren. Zu die­ser Rest­grup­pe zähl­te eine beid­sei­tig Ober­schen­kel­am­pu­tier­te und ein Pro­band mit einer links­sei­ti­gen Hüft­ex­ar­ti­ku­la­ti­on. Die an die­sen bei­den Per­so­nen gefun­de­nen rezep­ti­ven Fel­der wur­den bereits in einem frü­he­ren Bei­trag beschrie­ben 11. Ein wei­te­rer Pro­band, des­sen Füße infol­ge einer Erfrie­rung ampu­tiert wer­den muss­ten, zeig­te eben­falls an sei­nen Ober­schen­keln rezep­ti­ve Fel­der für tar­sa­le und meta­tarsale Tei­le sei­ner Füße.

Ein letz­ter Pro­band der Rest­grup­pe hat­te sich infol­ge eines Sar­koms einer link­s­ei­ti­gen Hemi­pel­vek­to­mie unter­zie­hen müs­sen. Bereits drei Mona­te nach der Ope­ra­ti­on wies er an sei­nem lin­ken Ober­kör­per und sei­nem lin­ken Ober­arm rezep­ti­ve Fel­der für Wade, Unter- und Ober­schen­kel auf (Abb. 6). Es wur­den jedoch noch kei­ne rezep­ti­ven Fel­der für Tei­le sei­nes Fußes gefun­den. Mög­li­cher­wei­se schrei­tet die neu­ro­na­le Reor­ga­ni­sa­ti­on sei­ner rechts­he­mi­sphä­ri­schen soma­to­sen­so­ri­schen Hirn­rin­de noch fort und legt zu einem spä­te­ren Zeit­punkt auch rezep­ti­ve Fel­der für tar­sa­le und meta­tar­sa­le Tei­le sei­nes Fußes an.

Dis­kus­si­on

Von ins­ge­samt 60 Pro­ban­den wie­sen 46 (77 %) rezep­ti­ve Fel­der auf, die sich für eine elek­tri­sche Phan­tom­sti­mu­la­ti­on eig­ne­ten. Bei den 14 Pro­ban­den, an denen kei­ne oder kei­ne repro­du­zier­ba­ren rezep­ti­ven Fel­der nach­zu­wei­sen waren, lag die Ampu­ta­ti­on weni­ger als 1,5 Jah­re zurück, bei 11 von ihnen sogar weni­ger als 6 Mona­te. Dies weist dar­auf hin, dass die neu­ro­na­le Reor­ga­ni­sa­ti­on im deaf­fe­ren­zier­ten Teil der soma­to­sen­so­ri­schen Hirn­rin­de mit­un­ter meh­re­rer Mona­te bedarf, bis eini­ge umschrie­be­ne Stel­len der Haut ein­deu­tig als rezep­ti­ve Fel­der aus­ge­wie­sen sind. Alle unter­such­ten Pro­ban­den, deren Ampu­ta­ti­on län­ger als zwei Jah­re zurück­lag, wie­sen rezep­ti­ve Fel­der auf.

Die doku­men­tier­ten Ver­tei­lungs­mus­ter rezep­ti­ver Fel­der las­sen sich anhand des Kon­ti­nu­ums kor­ti­ka­ler Neu­ro­nen deu­ten, das den soma­to­sen­so­ri­schen Homun­ku­lus kenn­zeich­net. Die infol­ge der Deaf­fe­ren­zie­rung brach­lie­gen­den Reprä­sen­ta­ti­ons­zo­nen für Tei­le des ver­lo­re­nen Fußes soll­ten bei Unter­schen­kel­am­pu­tier­ten häu­fi­ger von Axo­nen aus den unmit­tel­bar benach­bar­ten Reprä­sen­ta­ti­ons­fel­dern des Ober­schen­kels pene­triert wer­den. Dem­entspre­chend häuf­ten sich rezep­ti­ve Fel­der bei Unter­schen­kel­am­pu­tier­ten bevor­zugt auf der Haut des Ober­schen­kels (s. Tab. 1).

Dem­ge­gen­über soll­ten brach­lie­gen­de kor­ti­ka­le Reprä­sen­ta­ti­ons­zo­nen für Tei­le des ver­lo­re­nen Fußes bei Ober­schen­kel­am­pu­tier­ten bevor­zugt von Axo­nen aus dem obe­ren Teil des Ampu­ta­ti­ons­stump­fes und den benach­bar­ten Reprä­sen­ta­ti­ons­zo­nen des Rump­fes pene­triert wer­den. Dem ent­spricht die ermit­tel­te Häu­fung rezep­ti­ver Fel­der für Tei­le des ver­lo­re­nen Fußes an Haut­stel­len des obe­ren Stump­fes und im Becken- und Hüft­be­reich (s. Tab. 1).

Im Fall des 24-jäh­ri­gen Pro­ban­den mit links­sei­ti­ger Hemi­pel­vek­to­mie kön­nen die ermit­tel­ten rezep­ti­ven Fel­der für Wade, Ober- und Unter­schen­kel damit erklärt wer­den, dass bereits drei Mona­te nach der Ope­ra­ti­on intra­kor­ti­ka­le Axo­ne aus Reprä­sen­ta­ti­ons­zo­nen von Ober­arm und Rumpf der betrof­fe­nen soma­to­sen­so­ri­schen Hirn­rin­de in die brach­lie­gen­den Reprä­sen­ta­ti­ons­zo­nen für Wade, Ober- und Unter­schen­kel ein­ge­wach­sen waren.

Inter­es­sen­kon­flikt

Phan­tom­sti­mu­la­to­ren wer­den als zer­ti­fi­zier­te medi­zi­nisch-tech­ni­sche Hilfs­mit­tel von der Fir­ma Cor­tX­sen­so­rics GmbH, Kep­ler­str. 45, 78549 ­Spai­chin­gen her­ge­stellt und ver­trie­ben. Der feder­füh­ren­de Autor lei­tet die For­schungs­stel­le für Expe­ri­men­tel­le Ergo- und Phy­sio­the­ra­pie und ist geschäfts­füh­ren­der Teil­ha­ber der Fir­ma CortXsensorics.

Für die Autoren:
Prof. Dr. rer. nat. Dr. med. habil.
Alfred Mei­er-Koll
Schlöß­le­weg 10
78351 Bod­man-Lud­wigs­ha­fen
Forschung.fn@diploma.de

Begut­ach­te­ter Beitrag/reviewed paper

Zita­ti­on
Mei­er-Koll A, Frie­del T, Raible T, Wycisk S. Ent­wick­lung und Ver­tei­lung rezep­ti­ver Haut­zo­nen zur Anre­gung von Phan­to­m­emp­fin­dun­gen an Bein­am­pu­tier­ten. Ortho­pä­die Tech­nik, 2018; 69 (8): 36–40
 US-StumpfOSHüf­teSchul­terArm
OS-Ampu­tier­te N = 185016%13%21%
US-Ampu­tier­te N = 2411 %54%6%3%26%
Tab. 1 Pro­zen­tua­le Ver­tei­lung rezep­ti­ver Fel­der an Unter- und Ober­schen­kel, Hüf­te, Schul­ter und Arm bei Ober- und Unterschenkelamputierten.
  1. Pen­field W, Ras­mus­sen T. The cere­bral cor­tex of man. A cli­ni­cal stu­dy of loca­liz­a­ti­on of func­tion. New York: The Mac­mil­lan Comp., 1950
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