Fehlerbasiertes Lernen zur Wiederherstellung der Gangsymmetrie nach einem Schlaganfall

Das Gehen nach einem Schlaganfall ist durch eine verringerte Ganggeschwindigkeit und das Vorhandensein einer räumlich-zeitlichen Asymmetrie zwischen den Gliedmaßen gekennzeichnet. Diese Schrittlängen- und Standzeitasymmetrien können energieineffizient sein, die Gleichgewichtskontrolle erschweren, das Sturz- und Verletzungsrisiko erhöhen und die funktionelle Mobilität einschränken. Die derzeitige Rehabilitation zur Verbesserung des Gangs basiert auf einer von zwei konkurrierenden motorischen Lernstrategien: der Minimierung oder Verstärkung von Symmetriefehlern während des Trainings. Bei der konventionellen Rehabilitation wird oft auf einem Laufband gelaufen, während die Therapeuten versuchen, Symmetriefehler während des Trainings zu minimieren. Obwohl dieser Ansatz die Ganggeschwindigkeit erfolgreich verbessern kann, führt er nicht zu langfristigen Symmetrieänderungen. Umgekehrt wurden durch das Gehen auf einem Laufband mit geteilten Bändern, bei denen die Bänder auf unterschiedliche feste Geschwindigkeiten eingestellt waren, zunehmende oder verstärkende Symmetriefehler erzeugt. Während dieser Ansatz einen „Nacheffekt“ hatte, der für kurze Zeiträume zu einer Schrittlängensymmetrie führte und einige Hinweise auf langfristiges Lernen bei Schlaganfallpatienten lieferte, hatte er keinen Einfluss auf die Standzeitasymmetrie. Die Forscher schlagen vor, dass Patienten propriozeptives Echtzeit-Feedback von Symmetriefehlern benötigen, damit sie aktiv am Lernprozess beteiligt sind. Für dieses Projekt entwickelten und validierten die Forscher ein neuartiges, reaktionsfähiges „Closed-Loop“-Steuerungssystem unter Verwendung eines instrumentierten Laufbandes mit geteiltem Band, das den Unterschied in den Bandgeschwindigkeiten kontinuierlich anpasst, um proportional zur aktuellen Asymmetrie des Patienten zu sein. Mithilfe dieses Systems können die Forscher die Asymmetrie Schritt für Schritt entweder verstärken oder minimieren, um zu bestimmen, welche motorische Lernstrategie die größte Verbesserung der oberirdischen räumlich-zeitlichen Symmetrie bewirkt.