Einführung

Extrinsisches Feedback, d.h. Informationen, die eine Person von einer externen Quelle (z.B. einem Trainer, Therapeuten oder einem technischen Gerät) über ihre Leistung erhält, spielt eine wichtige Rolle bei der motorischen Kontrolle. Es hat sich gezeigt, dass es sowohl bei gesunden Menschen als auch bei Schlaganfallüberlebenden die Leistung und das Lernen verbessert. Es gibt jedoch keinen klaren Konsens über die effektivsten Methoden für ihre Umsetzung oder die spezifischen Ergebnisse, die angestrebt werden sollten.

Die Forschung zeigt, dass verschiedene Arten von Feedback - wie Fehlerkorrekturen, Belohnungen und Bestrafungen - das motorische Lernen und die Neuroplastizität beeinflussen können, abhängig von Faktoren wie der sensorischen Modalität, dem Zeitpunkt und der Häufigkeit. Feedback kann sich auf die motorische Leistung, das langfristige Lernen und die Handlungsauswahl auswirken, die für die Erholung nach einem Schlaganfall entscheidend sind.

Diese Übersichtsarbeit soll Lücken in der Literatur füllen, indem sie untersucht, wie extrinsisches Feedback die motorische Funktion der oberen Extremitäten nach einem Schlaganfall beeinflusst. Er vergleicht die Feedback-Bedingungen und untersucht, wie Parameter wie sensorische Modalität und Motivation die Genesung beeinflussen, und bietet so eine aktuellere und umfassendere Analyse des Feedbacks in der Schlaganfall-Rehabilitation.

Methoden

Diese Übersichtsarbeit folgte den PRISMA-Richtlinien für systematische Übersichten und Meta-Analysen. In Frage kamen Studien mit Peer-Reviews in englischer Sprache, die folgende Kriterien erfüllten: Die Teilnehmer waren erwachsene Schlaganfallüberlebende (über 18 Jahre alt), führten Aufgaben oder Therapien mit der betroffenen oberen Extremität mit extrinsischem Feedback durch und umfassten mindestens zwei Versuchsgruppen mit unterschiedlichen Feedback-Bedingungen. Studien, die sich auf Fehlervergrößerung oder -verringerung konzentrierten, wurden ausgeschlossen.

Die Suchstrategie wurde von einem Bibliothekar für Gesundheitswissenschaften entwickelt und in MEDLINE, Embase, PsycInfo und CINAHL durchgeführt. Es wurden keine Einschränkungen hinsichtlich des Datums oder der Sprache gemacht. Nach der Deduplizierung in Endnote wurden die Artikel von zwei unabhängigen Gutachtern mit der Rayyan-Software gesichtet. Unstimmigkeiten wurden durch Diskussionen geklärt.

Die Datenextraktion erfolgte mithilfe eines standardisierten Formulars in der Software Covidence mit zwei unabhängigen Gutachtern. Zu den extrahierten Daten gehörten Studiendesign, Teilnehmermerkmale (Alter, Geschlecht, Schlaganfalltyp, Ort der Läsion usw.), Interventionsdetails (durchgeführte Aufgabe, Anzahl der Bewegungen), Feedbackmerkmale (gleichzeitig mit der Bewegung, Zusammenfassung), Valenz (Feedbackstimuli für gute oder schlechte Leistung) und Studienergebnisse (motorische Ergebnisse). Diese Daten wurden in Tabellen und beschreibenden Übersichten zusammengefasst, wobei der Schwerpunkt auf den klinischen Ergebnissen, der motorischen Leistung (unmittelbare Veränderungen der motorischen Funktion als Reaktion auf die Rückmeldung), dem motorischen Lernen (Veränderungen der motorischen Leistung, die ohne Rückmeldung nach wiederholtem Üben einer bestimmten Aufgabe gemessen wurden) und der Handlungsauswahl (verstärkter Einsatz der betroffenen oberen Extremität oder geringerer Einsatz kompensatorischer Bewegungsmuster) lag.

Ergebnisse

Such- und Screening-Prozess:

Von den 4.139 Datensätzen wurden 1.799 Duplikate entfernt und 2.213 Datensätze wurden bei der ersten Überprüfung ausgeschlossen. 127 Volltextartikel wurden überprüft und 30 Studien eingeschlossen. Zwei Veröffentlichungen wurden für die Analyse als eine einzige Studie zusammengefasst.

Merkmale der Studie:

In fünfzehn Studien wurde zwischen den Gruppen unterschieden, wobei es sich in 13 Fällen um randomisierte kontrollierte Studien (RCTs) handelte. Die Stichprobengröße in diesen Studien lag zwischen 11 und 45 Teilnehmern. Außerdem verwendeten dreizehn Studien teilnehmerinterne Designs, wobei die Stichprobengröße zwischen 5 und 43 lag. Die meisten Teilnehmer dieser Studien waren Schlaganfallpatienten, darunter Menschen mit ischämischen, hämorrhagischen oder nicht näher bezeichneten Schlaganfällen.

Klinische Merkmale:

Die klinischen Merkmale der Teilnehmer in den Studien waren unterschiedlich. Zwei Studien konzentrierten sich ausschließlich auf ischämische Schlaganfälle, während 14 Studien sowohl ischämische als auch hämorrhagische Schlaganfallpatienten einschlossen. Dreizehn Studien machten keine Angaben zur Art des Schlaganfalls, und 22 Studien gaben nicht an, in welchem Gefäßgebiet der Schlaganfall auftrat. Bei denjenigen, bei denen dies der Fall war, waren unter anderem die mittlere Hirnarterie, die vordere Hirnarterie, der vordere und der hintere Kreislauf sowie der lakunäre Schlaganfall betroffen. Sieben Studien schlossen sowohl kortikale als auch subkortikale Läsionen ein, während 22 keine Angaben zur Art der Läsion machten. In keiner Studie wurde der Zusammenhang zwischen Läsionsmerkmalen und Rückkopplungseffekten untersucht.

Die Dauer des Schlaganfalls variierte zwischen akut (weniger als zwei Wochen) in vier Studien, früh subakut (2 Wochen bis 3 Monate) in 12 Studien, spät subakut (3 bis 6 Monate) in 10 Studien und chronisch (mehr als 6 Monate) in 20 Studien. In einer Studie wurde die Dauer des Schlaganfalls nicht angegeben, und in keiner Studie wurde untersucht, wie sich die Chronizität auf die Ergebnisse auswirkt.

Was die kognitiven Beeinträchtigungen angeht, so schlossen 12 Studien Teilnehmer mit kognitiven Funktionen unterhalb eines bestimmten Schwellenwerts (MMSE oder MoCA) aus, und 13 schlossen Teilnehmer mit Aphasie aus. Neun Studien schlossen Teilnehmer mit Vernachlässigung aus, und nur zwei Studien bezogen die kognitiven Funktionen in die Analyse mit ein. Cirstea et al. fanden heraus, dass eine stärkere kognitive Beeinträchtigung mit einem schlechteren motorischen Lernen verbunden war, insbesondere bei Aufgaben mit verbalem Feedback. Quattrocchi et al. kontrollierten die kognitiven Funktionen, berichteten aber nicht über deren Einfluss auf die Ergebnisse.

Auswirkungen von Feedback:

Klinische Ergebnisse: Neun Studien berichteten über signifikante Auswirkungen von Feedback auf die klinischen Ergebnisse. Nach dem ICF-Modell zeigten acht Studien Auswirkungen auf Körperfunktionen und -strukturen, sieben auf Aktivitäten und drei auf die Beteiligung. Die Bewegungen, die während der Reha-Aufgaben ausgeführt wurden, waren vielfältig und reichten vom dreidimensionalen Greifen bis hin zu komplexeren funktionellen Aufgaben wie dem Ausgießen von Wasser oder dem Kämmen der Haare. Das Feedback zielte in der Regel auf bestimmte Bewegungsaspekte ab, darunter Genauigkeit, Geschwindigkeit, Bewegungsumfang, Kinematik der oberen Gliedmaßen, Rumpfkinematik und Kraftproduktion.

Die Effektstärken variierten jedoch, wobei nur vier Studien einen Nutzen zeigten, der die festgelegten Schwellenwerte für minimale klinisch wichtige Unterschiede überschritt. Der Mangel an konsistenten Effektgrößen kann auf die kleinen Stichprobengrößen, die Heterogenität der Interventionen und das Fehlen von Schätzungen des minimalen klinisch bedeutsamen Unterschieds für mehrere Ergebnismessungen zurückgeführt werden.

Leistung: In fünf Studien wurde berichtet, dass das Feedback die motorische Leistung verbessert, insbesondere die Geschwindigkeit, Genauigkeit und Qualität der Bewegungen bei Greifaufgaben. Diese Verbesserungen traten sofort ein, blieben aber nicht immer bestehen, nachdem das Feedback entfernt wurde. Cruz et al. fanden heraus, dass ein Feedback, das auf der Bewegungsrate und -amplitude basiert, beide Faktoren verbessert. Durham et al. fanden heraus, dass ein Feedback, das die Aufmerksamkeit nach außen lenkt, die Dauer, Geschwindigkeit und Beschleunigung von Bewegungen verbessert. Rizzo et al. zeigten, dass die Rückmeldung der Blickposition die Genauigkeit und die Reaktionszeit verbessert.

Motorisches Lernen: Vier Studien untersuchten die Auswirkungen von Feedback auf das motorische Lernen, d.h. die Verbesserung der Aufgabenleistung nach dem Üben ohne Feedback. Drei Studien konzentrierten sich auf 3D-Greifbewegungen. Maulucci und Eckhouse fanden heraus, dass die Rückmeldung über die Abweichung der Flugbahn die Einhaltung der idealen Bahn verbessert und die Handschwingungen reduziert. Cirstea und Levin sowie Cirstea et al. zeigten, dass das Feedback zur Schulter- und Ellbogenstreckung den Bewegungsumfang und die Koordination der Gelenke verbessert, während das Feedback zur Handposition die Präzision der Endpunkte erhöht. Subramanian et al. fanden heraus, dass das Feedback in einer spielerischen virtuellen Realität den Bewegungsradius der Schulter verbesserte, nicht aber in einer physischen Umgebung. Quattrocchi et al. entdeckten, dass Feedback in Verbindung mit monetären Belohnungen und Bestrafungen das Lernen verbesserte, wobei die Belohnungen nur das Behalten während einer 2D-Aufgabe unterstützten.

Aktionsauswahl: Fünf Studien untersuchten die Auswirkungen von Feedback auf die Handlungsauswahl, d.h. auf die Veränderung der Bewegungsmuster. In vier Studien wurde berichtet, dass das Feedback zu einer sofortigen und kurzfristigen Verringerung der kompensatorischen Bewegungen bei einfachen Greifaufgaben führte. Cai et al. fanden zum Beispiel heraus, dass audiovisuelles Feedback in der virtuellen Realität kompensatorische Rumpfbewegungen reduziert. Auch Douglass-Kirk et al. nutzten das musikalische Feedback, um die Kompensationsbewegungen zu stoppen, wenn sie erkannt wurden, was zu einer geringeren Kompensation führte. Andere Studien fanden heraus, dass sowohl visuelles als auch haptisches Feedback die Rumpfverschiebung reduziert. Insgesamt verringerte das Feedback die kompensatorischen Bewegungen um etwa 40-50%. In einer Studie von Fruchter et al. wurde jedoch keine Verringerung festgestellt, was wahrscheinlich auf die Komplexität der Aufgabe und die manuelle Kontrolle des Feedbacks zurückzuführen ist. Schwerz de Lucena et al. fanden heraus, dass das tragbare Feedback den Einsatz der Hände erhöhte, aber keine Unterschiede bei den klinischen Ergebnissen oder dem Einsatz der Hände bei der Nachuntersuchung zeigte.

Merkmale des Feedbacks:

Modalität: In sechzehn Studien wurde nonverbales auditives Feedback verwendet, in 18 Studien nonverbales visuelles Feedback, in 4 Studien haptisches Feedback und in 4 Studien verbales Feedback (entweder durch Therapeuten oder automatische Systeme). Nur eine Studie verglich die Auswirkungen von Feedback mit ähnlichem Informationsgehalt, das über verschiedene Sinnesmodalitäten vermittelt wurde, und stellte fest, dass visuelles und haptisches Feedback zu einer ähnlichen Verringerung der Ausgleichsbewegungen führte.

Valenz: Neunzehn Studien enthielten Feedback, das auf eine nicht erfolgreiche Aufgabenerfüllung hinwies (negative Valenz), 14 Studien verwendeten Feedback, das auf eine erfolgreiche Aufgabenerfüllung hinwies (positive Valenz), und 8 Studien gaben Leistungsfeedback mit neutraler Valenz, z. B. eine Punktzahl, ohne es als gut oder schlecht zu bewerten. Eine Studie verglich direkt positives mit negativem Valenz-Feedback und kam zu dem Ergebnis, dass zwar beide den motorischen Lernerfolg verbessern, aber nur positives Feedback die Behaltensleistung erhöht.

Timing: Fünfzehn Studien gaben ein kontinuierliches Feedback während der Bewegung, während weitere 15 Studien ein abschließendes Feedback am Ende der Bewegung gaben. In einer Studie wurde der Zeitpunkt des Feedbacks nicht angegeben. Nur in zwei Studien wurde die Verzögerung des terminalen Feedbacks erwähnt: Fruchter et al. berichteten von einer Verzögerung von 3 bis 4 Sekunden, und Widmer et al. führten in der Kontrollbedingung eine Verzögerung von 1 Sekunde ein, um die Wirksamkeit des Feedbacks zu verringern. In keiner Studie wurde der Zeitpunkt des Feedbacks speziell variiert, während andere Merkmale des Feedbacks kontrolliert wurden.

Terminplanung: In zweiundzwanzig Studien gab es bei jeder Bewegung ein Feedback oder die Möglichkeit eines Feedbacks bei jeder Bewegung. Drei Studien verwendeten verblasstes Feedback, d.h. die Häufigkeit des Feedbacks wurde mit der Zeit reduziert. Zwei Studien lieferten intermittierende, zusammenfassende Rückmeldungen zum Einsatz der oberen Extremitäten im Alltag. In einer Studie wurde ein Entscheidungsbaum-Algorithmus verwendet, um zu bestimmen, wann Feedback gegeben wird. In zwei Studien wurde die Häufigkeit des Feedbacks nicht angegeben. In keiner Studie wurde der Zeitpunkt des Feedbacks unter Berücksichtigung anderer Faktoren verändert.

Motivierende Elemente: Zwei Studien verknüpften monetäre Belohnungen mit Leistungsfeedback und eine Studie verwendete monetäre Strafen. Elf Studien beinhalteten eine spielerische Bewertung, während fünf Studien virtuelle oder erweiterte Realität verwendeten. Zwei Studien gaben Feedback durch musikalische Reize und eine Studie nutzte den sozialen Vergleich in Form einer Highscore-Liste. In vier Studien wurden Feedback-Bedingungen mit verschiedenen motivierenden Elementen verglichen, z. B. monetäre Anreize, Gamification und komplexe multisensorische Reize. Diese Studien ergaben, dass das Hinzufügen motivierender Elemente das motorische Lernen und die Erholung nach einem Schlaganfall verbessert. Einfache Spielwertungen und Virtual-Reality-Stimuli verbesserten die Greifkinematik, während ein aufwändigeres Gamification-Erlebnis in Kombination mit monetären Belohnungen zu klinischen Gewinnen führte, die deutlich über den minimalen klinisch wichtigen Unterschieden lagen.

Fragen und Überlegungen

In den untersuchten Studien fehlen einheitliche Kriterien für die Auswahl der Teilnehmer, insbesondere im Hinblick auf kognitive Beeinträchtigungen. Die meisten schlossen Personen mit kognitiven Störungen aus, so dass das Verständnis dafür, wie sich diese Beeinträchtigungen auf Feedback-Interventionen auswirken, lückenhaft ist. Angesichts der unterschiedlichen kognitiven und schlaganfallbedingten Merkmale (z. B. ischämisch vs. hämorrhagisch, Lokalisation der Läsion) sollten künftige Forschungsarbeiten die Teilnehmer anhand dieser Faktoren stratifizieren, um die Verallgemeinerbarkeit zu verbessern und zu untersuchen, ob die Feedback-Interventionen auf bestimmte Profile zugeschnitten werden müssen.

Viele Studien konzentrieren sich ausschließlich auf kurzfristige Feedback-Effekte, oft innerhalb einer einzigen Sitzung, und vernachlässigen die Bewertung der Beibehaltung und Übertragung des motorischen Lernens auf reale Kontexte. Die Bewertung der langfristigen Wirksamkeit, wie z. B. die Fähigkeit, motorische Aufgaben im täglichen Leben selbstständig auszuführen, ist weiterhin entscheidend. Künftige Studien sollten den Schwerpunkt auf Retentionstests außerhalb des klinischen Umfelds legen, um aussagekräftige, dauerhafte Ergebnisse besser zu erfassen.

Visuelles und propriozeptives Feedback sind zwar vielversprechend, aber ihre langfristigen Auswirkungen und ihre Übertragbarkeit auf funktionale, alltägliche Aufgaben sind noch wenig erforscht. Eine Verbesserung der aufgabenspezifischen Leistung (z. B. beim Greifen oder Strecken) muss nicht zwangsläufig zu einer breiteren funktionalen Erholung führen. Die Rehabilitationsprotokolle sollten Aufgaben betonen, die mit den realen Zielen der Patienten übereinstimmen, um die funktionale Relevanz zu maximieren.

Extrinsisches Feedback verbessert die kurzfristige motorische Leistung, birgt aber die Gefahr, dass es zu einer Abhängigkeit führt, die die langfristige Erholung nach einem Schlaganfall behindert. Strategien, die verhindern, dass man sich zu sehr auf Rückmeldungen verlässt, sind notwendig, um die autonome motorische Kontrolle zu fördern. Wir stellen die Hypothese auf, dass ein stufenweiser Ansatz, der sowohl extrinsisches als auch intrinsisches Feedback einbezieht, die Autonomie fördern und gleichzeitig eine erste Unterstützung bieten könnte. Zukünftige Forschung sollte untersuchen, wie diese Systeme für nachhaltige Rehabilitationsergebnisse ausbalanciert werden können.

Sprich mit mir wie ein Nerd

Die Verallgemeinerbarkeit der Ergebnisse wird durch uneinheitliche Teilnehmerkriterien eingeschränkt. Viele Studien schlossen Personen mit kognitiven Beeinträchtigungen aus oder berücksichtigten nicht die Schwere des Schlaganfalls, den Ort der Läsion oder die Art des Schlaganfalls (ischämisch vs. hämorrhagisch). Dieses Versäumnis schränkt das Verständnis dafür ein, wie diese Faktoren die Wirksamkeit von Feedback beeinflussen. Nur in zwei Studien wurden kognitive Messgrößen einbezogen, was eine große Lücke bei der Frage aufzeigt, wie kognitive Defizite mit Feedback-Mechanismen interagieren.

In den Studien wurden unterschiedliche statistische Ansätze verwendet (z. B. ANOVA mit wiederholten Messungen, t-Tests, Regressionsmodelle), aber die geringe Stichprobengröße beeinträchtigte oft die statistische Aussagekraft. Wenn Studien nicht ausreichend ausgestattet sind, ist die Wahrscheinlichkeit von Fehlern des Typs II größer, d. h., wenn eine Studie einen tatsächlichen Effekt nicht nachweisen kann, obwohl er vorhanden ist. Eine Maßnahme, die tatsächlich das motorische Lernen verbessert, könnte zum Beispiel unwirksam erscheinen, weil die Stichprobengröße zu klein war, um statistisch signifikante Unterschiede aufzuzeigen. Außerdem wurden in vielen Analysen Moderatoren wie die motorischen oder kognitiven Grundfähigkeiten nicht ausreichend berücksichtigt, die für das Verständnis der Wirksamkeit von Feedback entscheidend sind. Die Effektstärken der einzelnen Studien waren sehr unterschiedlich, was wahrscheinlich eher auf methodische Unterschiede als auf einheitliche Beweise für die Wirksamkeit des Feedbacks zurückzuführen ist.

Botschaften zum Mitnehmen

Extrinsisches Feedback, das über verschiedene Modalitäten (visuell, auditiv, haptisch) vermittelt wird, ist vielversprechend, um die motorische Leistung zu verbessern und kompensatorische Bewegungen in der Schlaganfallrehabilitation zu reduzieren. Sie kann sofort die Leistung verbessern, z. B. die Geschwindigkeit, die Genauigkeit und den Bewegungsumfang der Gelenke. Die langfristigen Auswirkungen auf das motorische Lernen und die funktionelle Erholung außerhalb des klinischen Umfelds bleiben jedoch unklar. Feedback kann dazu beitragen, den richtigen Einsatz der Gliedmaßen zu fördern, aber eine zu starke Abhängigkeit kann die Entwicklung einer autonomen motorischen Kontrolle behindern. Die Einbeziehung von motivierenden Elementen wie Gamification und Belohnungen scheint das motorische Lernen zu verbessern, aber die zugrunde liegenden Mechanismen sind noch wenig bekannt. Kliniker sollten therapeutische Aktivitäten auswählen, die eng mit den funktionalen Zielen des Patienten übereinstimmen, um die Übertragbarkeit der Fähigkeiten zu verbessern und die Wirksamkeit des extrinsischen Feedbacks zu optimieren. Zukünftige Forschung sollte sich auf personalisierte Interventionen konzentrieren, kognitive Beeinträchtigungen berücksichtigen und die langfristige Nachhaltigkeit von Feedback-Interventionen evaluieren, um die Genesungsergebnisse nach einem Schlaganfall zu maximieren.

Referenz

Palidis, D. J., Gardiner, Z., Stephenson, A., Zhang, K., Boruff, J., & Fellows, L. K. (2024). Der Einsatz von extrinsischem Leistungsfeedback und Belohnung zur Verbesserung des motorischen Verhaltens der oberen Gliedmaßen und der Erholung nach einem Schlaganfall: Ein Scoping Review. Neurorehabilitation und neuronale Reparatur. https://doi.org/10.1177/15459683241298262

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