Der Sensomotorik-Trainer ist ein robotisch gesteuertes, computergestütztes System zur Analyse und Rehabilitation manuell-motorischer Bewegungsabläufe. Die Konstruktion basiert auf einem hochpräzisen Kreuztisch, der Bewegungen in zwei Dimensionen exakt und reproduzierbar ausführt. Über eine Handauflage und einen metallenen Schreibstift können Patienten Bewegungsbahnen unterschiedlicher Komplexität ausführen oder passiv geführt nachvollziehen – von feinsten Mikrobewegungen beim Schreiben bis zu großräumigen Armführungen.
Die Steuerung durch eigens entwickelte Software ermöglicht die Programmierung komplexer Trajektorien mit variabler Amplitude, Geschwindigkeit und Beschleunigung. Damit entsteht ein kontrolliertes Experimentalfeld, in dem motorische Routinen standardisiert trainiert oder analysiert werden.
Ein wesentliches Merkmal ist die multimodale Rückkopplung: Bewegungen werden nicht nur propriozeptiv erlebt, sondern zugleich visuell gespiegelt. Auf eine 3 × 3 m große, leicht konkav gebogene Leinwand projiziert ein Laser Ziel- und Referenzbewegungen, die synchron auf dem Kreuztisch im verkleinerten Maßstab gefahren werden. Diese Kopplung von visueller Vorgabe und motorischer Ausführung aktiviert die kortikalen Netzwerke der sensomotorischen Integration in besonderem Maße. Neurowissenschaftliche Studien zeigen, dass gerade die simultane Kombination von motorischem Output und visueller Referenz die Plastizität in parietalen und prämotorischen Arealen sowie im supplementär-motorischen Cortex fördert und die funktionelle Rekonfiguration nach Läsionen erleichtert.
Die Abbildung zeigt das Problem eines Patienten mit visu-motorischen Störungen nach einer Hirnschädigung. Der Patient ist nicht in der Lage, Auge und Hand zu koordinieren. Auch diese Patientengruppe kann durch das sensu-motorische Training den sicheren Ablauf von Bewegungen erlernen.
Die Einsatzfelder des Sensomotorik-Trainers sind breit gefächert:
- Rehabilitation nach Schlaganfall: Parese-bedingte Einschränkungen können über repetitive, standardisierte Bewegungsabläufe gezielt trainiert werden. Wiederholte Aktivierung motorischer Repräsentationen begünstigt die kortikale Reorganisation und verbessert die Rekrutierung alternativer neuronaler Netzwerke.
- Therapie bei Neglekt und visumotorischen Störungen: Durch die visuell gestützte Bewegungsführung wird die Aufmerksamkeit systematisch auf die vernachlässigte Seite gelenkt. Damit lassen sich Prozesse der Hemisphären-Rebalancierung und der interhemisphärischen Kommunikation anstoßen.
- Forschung zum motorischen Lernen: Die präzise Steuerbarkeit erlaubt die Untersuchung, wie neue Bewegungsroutinen enkodiert, konsolidiert und abgerufen werden. Hierbei können Hypothesen zur Rolle des Kleinhirns, der Basalganglien und der präfrontalen Kontrollsysteme experimentell überprüft werden.
- Kognitive Transfermechanismen: Über das Nachvollziehen visueller Bewegungsmuster lässt sich nicht nur motorisches Lernen, sondern auch implizites Gedächtnis und die Integration multisensorischer Information untersuchen.
Neurowissenschaftlich hebt sich der Sensomotorik-Trainer dadurch ab, dass er Bewegungslernen und -rehabilitation als einen Prozess der Netzwerkplastizität versteht: Motorische, visuelle und somatosensorische Signale werden in enger Kopplung vermittelt, wodurch die kortikale und subkortikale Reorganisation besonders effektiv angeregt wird. Gleichzeitig liefert die apparative Standardisierung reproduzierbare Daten, die für experimentelle Fragestellungen zur Dynamik sensomotorischer Systeme genutzt werden können.
So vereint das System therapeutische Anwendung und Grundlagenforschung: Es trainiert nicht nur Bewegungen, sondern eröffnet einen direkten Zugang zu den Mechanismen, wie das Gehirn Bewegungsmuster enkodiert, reorganisiert und durch plastische Anpassungen neue funktionale Gleichgewichte findet.