Gaming auf Rezept? Ein Interview über Videospiele gegen Bewegungsstörungen

Der Neurologe Prof. Dr. Matthis Synofzik und der Bewegungswissenschaftler Dr. Winfried Ilg forschen am Hertie-Institut für klinische Hirnforschung an sogenannten „Exergames“ – Videospielen gegen Bewegungsstörungen.

Ungelenke Armbewegungen, unsicherer Gang und häufiges Stürzen – Menschen mit einer degenerativen Ataxie leiden unter anderem unter Bewegungsstörungen durch genetisch bedingte Schäden am Kleinhirn. Medikamentös therapieren lässt sich die Erkrankung nicht, durch regelmäßige Krankengymnastik versuchen Ärzte aber, eine weitere Verschlechterung hinauszuzögern. Physiotherapie wird jedoch besonders von Kindern und jungen Erwachsenen oft nicht ausreichend angenommen. Das Team um den Neurologen Prof. Dr. Matthis Synofzik und den Bewegungswissenschaftler Dr. Winfried Ilg vom Hertie-Institut für klinische Hirnforschung in Tübingen entwickelt daher sogenannte Exergames: Videospiele, die bestimmte Bewegungseinschränkungen durch vollen Körpereinsatz verbessern und dabei auch noch Spaß machen. Die Hirnforscher konnten im Rahmen mehrerer Studien bisher schon zeigen, dass sich Patienten durch regelmäßiges Training besser bewegen können und hoffen, dass dadurch auch die Krankheit langsamer voranschreitet.

Über die Arbeiten mit den „Health Games“ berichten Prof. Dr. Synofzik, Forschungsgruppenleiter in der Abteilung Neurodegeneration, und Dr. Ing. Winfried Ilg, Leiter des klinischen Bewegungslabors der Abteilung Kognitive Neurologie, beide am Hertie-Institut für klinische Hirnforschung in Tübingen.

Prof. Dr. Matthis Synofzik, Foto: Ingo Rappers / Hertie-Institut für klinische Hirnforschung (HIH)

Wie sind Sie dazu gekommen, Videospiele für Ataxie-Patienten zu nutzen?

Wir haben uns mit unserer Physiotherapeutin in der Neurologie zusammengesetzt und überlegt, wie wir Krankengymnastik für Ataxie-Patienten effektiver und sinnvoller machen können. Bei dieser seltenen Erkrankung reicht es nicht, einfach irgendeine Physiotherapie zu machen, denn möglicherweise sind die Anforderungen ganz andere als beispielsweise nach einem Schlaganfall. Daher haben wir uns eine individualisierte Behandlung vorgestellt: maßgeschneidert auf die funktionellen Systeme, die betroffen sind. Im nächsten Schritt haben wir dann überlegt, wie wir eine solche Therapie vor allem für Kinder und junge Erwachsene attraktiver machen können, damit sie motivierter sind und auch zu Hause konsequent und selbstständig trainieren. 

Warum setzen Sie die „Health Games“ vor allem bei jungen Menschen ein?

Jüngere Patienten sind besonders begeisterungsfähig für Exergames. Außerdem beginnen viele genetisch bedingte Ataxien sehr früh, da ist die Notwendigkeit am größten, viel zu trainieren. Wenn die jungen Leute zur üblichen Physiotherapie kommen, finden sie das häufig schon nach kurzer Zeit langweilig und üben nicht so viel, wie sie sollten. Außerdem reicht die von der Krankenkasse verschriebene Physiotherapie für diese Patienten bei Weitem nicht aus. Daher haben wir nach ergänzenden Trainingsmethoden gesucht, die vor allem das selbstständige Üben zu Hause fördern.

Nach welchen Kriterien haben Sie die Spiele ausgesucht?

Ataxie-Patienten haben meistens Koordinations- und Gleichgewichtsstörungen. Daher haben wir zusammen mit den Physiotherapeuten Übungen entwickelt, bei denen die Koordination und vor allem das Gleichgewicht geübt werden. Und dann haben wir geschaut, wie das mit Kindern und jungen Erwachsenen in Videospielen umgesetzt werden kann. Wie können wir das, was die Physiotherapeuten üben, in Exergames umsetzen? Oder gibt es Spiele, in denen diese Trainings-Anteile vielleicht schon umgesetzt werden?

Gab es Schwierigkeiten, geeignete Spiele zu finden?

Die meisten kommerziell erhältlichen Spiele sind vom Niveau her viel zu hoch für unsere Patienten und können nicht hinreichend individualisiert werden. Die Spiele sind häufig sehr schwer oder die Sprünge zwischen den einzelnen Levels entsprechen nicht dem Trainingseffekt. Unsere Kids werden beim Spielen vielleicht ein bisschen besser, aber schaffen womöglich das zweite Level immer noch nicht. Das frustriert natürlich und hilft nicht weiter. Wir mussten also Spiele finden, die vom Niveau her richtig und individuell so einstellbar sind, dass sie sich dem individuellen Trainingsfortschritt anpassen.

Dr. Winfried Ilg, Foto: CIN
Eine junge Patientin übt im Tübinger Hertie-Institut für klinische Hirnforschung mit einer Spielekonsole. Foto: Ingo Rappers / Hertie-Institut für klinische Hirnforschung (HIH)

Mit welchen Spielen sind Sie gestartet?

Für unsere ersten Studien haben wir kommerzielle Spiele für handelsübliche Spielkonsolen so genommen, wie sie sind, ohne sie zu verändern: Bei einem Tischtennisspiel zum Beispiel waren die Anforderungen auf der einfachsten Stufe so gering, dass auch Patienten mit Koordinationsstörungen Erfolgserlebnisse hatten. Das war wirklich schön mit anzuschauen, da unsere Patienten im realen Leben im Tischtennis oftmals kein Erfolgserlebnis haben würden. Inzwischen sind wir aber dazu übergegangen, unsere eigenen Spiele zu programmieren.

Warum?

Wir wollen besser auf jeden einzelnen Patienten, seinen individuellen Grad der Erkrankung, seinen persönlichen Trainingsfortschritt und auf spezielle Trainingsinhalte eingehen. Außerdem sollen die Spiele langfristig motivieren, aber das ist sicherlich eine der größten Schwächen, die es im Moment gibt: Herkömmliche Exergames werden zu schnell langweilig. Uns schwebt vor, dass ein Spiel immer nur ein kleines Bisschen schwerer wird – aber eben auch nicht zu schwer. Außerdem müssen die Spielewelten spannender werden. Wir denken an Computerspiele, in denen man sich immer neue Welten erschließt, eine eigene Welt aufbaut oder bestimmte, Spiel übergreifende Missionen erfüllt. Man muss eben nicht nur, wie beim Tischtennis, den anderen Spieler schlagen, sondern den Schlüssel finden, um den Prinzen oder die Prinzessin aus dem Schloss zu retten. Und wenn man das geschafft hat, muss man zusammen auf eine Insel kommen und so weiter. Da soll wirklich eine Story entstehen, eine Gamestory. Wenn wir so eine Spielewelt mit Missionen aufbauen könnten, wäre das ein perfektes Tool für Jugendliche, um sie bei der Stange, also beim Training, zu halten.

Wie lange dauert es, so ein Spiel zu programmieren?

Wir arbeiten meistens mit Bachelor- und Masterstudenten für Informatik zusammen, die im Rahmen ihrer Abschlussarbeiten mit uns zusammen programmieren. Wenn es gut läuft, schreiben zwei Studierende in rund einem Jahr ein Spiel, mit dem wir etwas anfangen können. Diese Spiele sind natürlich von der gesamten Animation her nicht so ausgefeilt wie die kommerziellen Spiele. Aber wir haben den Vorteil, dass wir exakt einstellen können, wie komplex das Spiel ist und welche Inhalte geübt werden.

Haben Sie sich schon mal überlegt, Spiele kommerziell zu entwickeln, die für bestimmte Patientengruppen genau richtig und gleichzeitig toll animiert sind?

Prinzipiell wäre das schon interessant, wobei für uns immer noch das wissenschaftliche Interesse überwiegt. Was wir uns eher vorstellen könnten, wäre eine Art Liaison: Wir bringen die Inhalte, die Prinzipien und Prototypen ein und arbeiten dann mit einem kommerziellen Anbieter zusammen, der das Produkt marktreif macht – vielleicht sogar als zugelassenes Medizinprodukt: Gaming auf Rezept.

Wir mussten Spiele finden, die so einstellbar sind, dass sie sich dem individuellen Trainingsfortschritt anpassen.

Probandin des Health Games "Light Race", Foto: Hertie-Institut für klinische Hirnforschung

Wie konkret sind diese Ideen?

Ein paar Überlegungen in diese Richtung hat es schon gegeben. Ein Problem ist aber, dass Ataxie eine seltene Krankheit ist und für den kommerziellen Gebrauch nicht so ergiebig. Bei der Form der Ataxie, auf die wir uns fokussieren, ist das Kleinhirn durch den genetisch bedingten Abbau von Nervenzellen gestört. Das Kleinhirn kann jedoch auch aufgrund vieler anderer Erkrankungen geschädigt sein. Durch einen Tumor, einen Schlaganfall, Multiple Sklerose oder durch altersbedingten Abbau – so wird der Markt auf einmal riesig. Wenn wir ein Unternehmen finden würden, mit dem es vom wissenschaftlichen Anspruch her passt und die Aufteilung der Aufgaben stimmt, dann wäre es für uns sehr interessant.

Können Sie schon sagen, inwieweit das Training die Bewegungsfähigkeit der Patienten verbessert?

Wir haben in den vergangenen Jahren Studien mit unterschiedlichen Patientengruppen durchgeführt: von leicht über mäßig betroffene Patienten bis hin zu Erkrankten, die gar nicht mehr laufen konnten. Durch das regelmäßige Training mit Exergames wurde der sogenannte Ataxie-Score zur Bestimmung der klinischen Symptome auf einer Skala von 0 bis 40 im Mittel um zwei Punkte je Patient besser. Sogar bei sehr schwer betroffenen Menschen konnten wir diese Verbesserung sehen. Das ist für uns sehr spannend, dass das so ein gleichbleibender und relativ hoher Effekt ist. Eine Ataxie wird bei einem Erkrankten im Mittel ungefähr 1,2 Punkte pro Jahr schlechter. Durch vier bis sechs Wochen Training haben unsere Patienten zwei Punkte gewonnen. Das heißt, salopp gesagt: Sie haben ungefähr eineinhalb Jahre Krankheit wieder reingeholt.

Ein weiteres Beispiel, dass Exergames „wirken“, können wir in einer aktuell laufenden Studie sehen. Hier trainieren Erwachsene, die ein hohes genetisches Risiko haben, eine Ataxie zu bekommen. Klinisch lässt sich die Erkrankung zwar noch nicht feststellen, aber über Bewegungsanalysen sehen wir schon erste Auffälligkeiten wie leichtes Wackeln beim Stehen oder Gehen. Und selbst das verbessert sich durch regelmäßiges Training. So kriegen die Betroffenen ein paar beschwerdefreie Jahre dazu, denn sie werden behandelt, noch bevor die Erkrankung überhaupt ausgebrochen ist. Exergames können somit nicht nur bei der Therapie von neurodegenerativen Erkrankungen weiterhelfen, sondern möglicherweise schon zur Vorbeugung genutzt werden.

Heißt das, je mehr man trainiert, desto besser?

Auch das zeigen alle unsere bisherigen Trainingsstudien: Je mehr zu Hause trainiert wurde, desto größer war der Trainingseffekt. Wir glauben zwar nicht, dass sich das unendlich verbessern lässt, aber bisher haben wir das Ende der Fahnenstange noch nicht erreicht.

Was verändert sich im Gehirn von Ataxie-Patienten durch das Training?

Aus anderen Trainingsstudien gibt es Hinweise, dass es im Kleinhirn, aber auch in motorischen Bereichen des Großhirns zu Plastizität kommt, das heißt, dass sich neue Netzwerkverbindungen ergeben. Speziell in Bezug auf Exergames überprüfen wir diese Hypothese nun. Im Moment läuft eine Studie, bei der wir genau diese Frage stellen, aber die Auswertung ist noch nicht abgeschlossen.

Vergleichsabbildung, Hertie-Institut für klinische Hirnforschung

Was planen Sie als nächstes?

Kognition und Bewegung sind ganz eng miteinander verbunden. Das ist das, was man klassisch unter Dual-Task versteht: Man geht über eine Straße und ist gleichzeitig in ein Gespräch vertieft oder daddelt auf dem Smartphone. Da man ein wenig abgelenkt ist, werden Motorik und Kognition ein kleines bisschen schlechter. Im Alltag brauchen wir aber meistens beide Systeme gleichzeitig, was wir daher mit unseren Patienten trainieren müssen. Ein Ataxie-Patient, der beim Gehen stark wackelt, muss trotzdem offen sein für seine Umgebung: auf die Ampel achten, gucken, wer von links kommt und so weiter. Beim nächsten Projekt müssten daher Spiele entwickelt werden, die diese Dual-Task-Fähigkeiten ganz individuell bei einzelnen Patienten trainieren: Ein Demenzpatient, der auch eine motorische Störung hat, oder ein Ataxie-Patient mit einer kognitiven Störung oder jemand, der einen höheren kognitiven Anspruch an seinen Alltag hat, weil er vielleicht im Berufsleben steht. Es müsste ein ganz individualisierbares Set an Spielen entwickelt werden, um motorische und kognitive Trainingsinhalte je nach Krankheitsstufe, Schweregrad und dem individuellen Lebensalltag trainieren zu können.


Das Hertie-Institut für klinische Hirnforschung

Das Hertie-Institut für klinische Hirnforschung (HIH) in Tübingen ist eines der bundesweit größten und modernsten Zentren zur Erforschung neurologischer Erkrankungen. Es wurde 2001 von der Gemeinnützigen Hertie-Stiftung, dem Land Baden-Württemberg, der Eberhard-Karls-Universität Tübingen, ihrer medizinischen Fakultät sowie dem Universitätsklinikum Tübingen gegründet und 2004 eröffnet. Die Fördermittel der Hertie-Stiftung betragen mehr als 50 Mio. Euro.

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