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Sport für die Zunge

Nach einem Schlaganfall müssen viele das Sprechen erst wieder trainieren. Mit einer neuen Technik wird daraus ein spannendes Spiel.

Eine kleine Kunststoffplatte, die Tausenden Patienten helfen könnte. Christoph Wagner entwickelt mit Kollegen am TU-Institut für Akustik und Sprachkommunikation ein Zungen-Trainingsgerät für Schlaganfallpatienten.
Eine kleine Kunststoffplatte, die Tausenden Patienten helfen könnte. Christoph Wagner entwickelt mit Kollegen am TU-Institut für Akustik und Sprachkommunikation ein Zungen-Trainingsgerät für Schlaganfallpatienten. © Sven Ellger

Der Rasenmäher fährt über das grüne Gras. Rechts sind die Halme noch zu lang. Die Zunge wandert im Mund nach rechts, da zieht der Rasenmäher abrupt nach rechts. Halme erwischt, Zunge wieder entspannen. Es ist ein mögliches Szenario für ein Computerspiel, das Christoph Wagner von der TU Dresden gerade in einem Forschungsprojekt mit Partnern entwickelt. Gesteuert werden soll es später nicht mittels eines Controllers oder der Computertastatur. Die Zunge gibt die Bewegungen im Spiel vor, steuert das Geschehen am Bildschirm. Es ist eine neuartige Therapiemöglichkeit für Schlaganfallpatienten, die die Wissenschaftler am Institut für Akustik und Sprachkommunikation da entwickeln. Ein System, das Tausenden Patienten in Deutschland helfen könnte.

Laut Zahlen der Initiative Schlaganfallvorsorge erleiden hierzulande pro Jahr 270 000 Menschen einen Schlaganfall. Etwa 100 000 Menschen sind in Deutschland von Sprechstörungen infolge eines solschen Anfalls betroffen. Sogenannte Aphasien treten aufgrund von Lähmungen der am Sprechen beteiligten Muskulatur auf und können die Verständigungsfähigkeit stark beeinträchtigen. Zudem folgen aus der Lähmung der für die Artikulation zuständigen Bereiche, insbesondere der Zunge, auch Schluckbeschwerden. Gelangen Flüssigkeit oder Nahrung dann beim Verschlucken in den Atmungstrakt, kann das zu schwerwiegenden Erkrankungen wie beispielsweise einer Lungenentzündung führen. Für Betroffene ist deshalb eine Sprechtherapie beim Logopäden wichtig.

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Aber genau dort liegt das Problem. „So eine Therapie erfordert viel Geduld und Disziplin“, sagt Christoph Wagner, an der Juniorprofessur für Kognitive Systeme von Peter Birkholz zuständig für das Forschungsprojekt. Die Patienten müssen sich die Lautbildung und die damit verbundenen Zungenstellungen innerhalb des Mundraums ganz neu aneignen. Hauptbestandteil der Übungen beim Logopäden ist das ständige Wiederholen bestimmter Laute. So fällt Betroffenen beispielsweise das Artikulieren der Silben „ga“ und „ka“ schwer. „Leider können die Therapeuten vom Zuhören allein oft nicht beurteilen, ob sich die Zunge in der richtigen Position befindet und die Übung korrekt ausgeführt wird“, erklärt Wagner. Die Schluckbeschwerde-Therapie konzentriert sich wiederum hauptsächlich auf die Stärkung der Zungenmuskulatur.

Seit 2017 arbeiten die Forscher an einer Lösung der Problematik. Sie entwickeln eine Art Sensorplatte für den Gaumen. Diese misst sowohl die Zungenposition als auch den Zungendruck und erlaubt eine genaue Auswertung der durchgeführten Übungen. Neun hochsensible Sensoren sitzen dafür auf einem flexiblen Stückchen Kunststoff. Das klemmen sich die Patienten an den Gaumen. Zum Befestigen könnten später Pads benutzt werden, die auch beim Halten der dritten Zähne helfen. Das System ist mit dem Computer verbunden. Dadurch können die Therapeuten ihren Patienten präzise Anweisungen erteilen, der Therapieerfolg wird beschleunigt.

„Aktuell existiert unseres Wissens nach kein Sensorsystem, welches die optische Abstandsmessung der Zunge mit der Druckmessung kombiniert“, erklärt Christoph Wagner . Die derzeitige Entwicklung der Mikroelektronik, insbesondere die Miniaturisierung von Sensoren und die Verfügbarkeit neuer Lichtquellen, ermöglicht Neues. Damit können verschiedene Funktionen im Gerät verbunden werden. Gleichzeitig ist es klein und komfortabel.

Unterstützung bekommen die Wissenschaftler beim Projekt von der Universitätsmedizin Greifswald. Dort soll das System mit Patienten getestet werden. Das Dresdner Unternehmen Linguwerk kümmert sich um die Herstellung der flexiblen Leiterplatten und die Entwicklung der Spiele für die Umsetzung am Computer. „Bei den Vorlieben für solche Spiele haben wir Hilfe von den Greifswalder Kollegen bekommen“, sagt Peter Birkholz. Die hatten Patienten befragt, was sie sich als Spiel vorstellen könnten. Weil Schlaganfallpatienten oft 65 Jahre und älter sind, interessierten sie sich für andere Themen in Computerspielwelten als junge Menschen. „Der Garten ist ihnen zum Beispiel wichtig.“ So entstand die Rasenmäher-Idee. Wichtig ist bei den Spielen später vor allem eines. „Sie sollen den Nutzern Spaß machen. Dann bleiben sie in Sachen Therapie dran.“

Einen ersten Demonstrator haben die Entwickler beim Projekttreffen im Dezember bereits präsentiert. An dem wird nun weitergearbeitet. In gut einem Jahr endet das mit 800 000 Euro durch das Bundesforschungsministerium finanzierte Projekt. Dann soll feststehen, wie solch ein innovatives Trainingsgerät für Schlaganfallpatienten aussehen und funktionieren kann. „Es gab bereits Gespräche mit einem Dresdner Dentallabor, das das Gerät am Ende herstellen könnte“, sagt Birkholz. Vorher müssten aber natürlich noch klinische Tests mit Patienten erfolgen. Die Forscher hoffen, dass das Therapiegerät danach schon bald praktisch angewendet werden kann. „Weil es transportabel ist, könnten die Patienten zu Hause sogar allein weitertrainieren“, schlägt Wagner vor. Rasenmähen mit der Zunge.