Technik für querschnittsgelähmten Musiker

Beißschiene macht Bach möglich

Der 15-jährige Alberto Mancarella ist seit seinem 4. Lebensjahr querschnittsgelähmt. Unter anderem Dank der Technik kann er sein Talent auf dem Piano voll ausleben.

Quelle: Universitätsklinikum Heidelberg

Der 15-jährige querschnittsgelähmte Alberto Mancarella trat am 31. März 2017 in Heidelberg zum ersten Mal in seinem Leben vor Publikum auf - mit Hilfe von Entwicklern der Uniklinik Heidelberg. Damit kann er seinen Traum wahr werden lassen. von Beate Wagner

Auf der Bühne der Alten Aula der Universität Heidelberg, 120 Menschen im Saal, drei Fernsehkameras: Alle Augen und Ohren sind auf Alberto Mancarella gerichtet. Der 15-Jährige aus Los Angeles hat lange auf diesen Augenblick gewartet. Anlässlich der feierlichen Preisverleihung des Forschungspreises der Deutschen Stiftung Querschnittlähmung (DSQ) am 31. März 2017 begeistert der junge Pianist das Publikum. Auf dem Konzertflügel spielt Mancarella Auszüge aus dem Italienischen Konzert von Bach. Das Besondere: Der junge Mann ist querschnittsgelähmt. Über eine individuell angefertigte Beißschiene in seinem Mund kann er das rechte Fußpedal des Piano bewegen.

Langjährige Entwicklungsarbeit

Die Steuerung wurde von Ingenieur Rüdiger Rupp, Leiter der Sektion Experimentelle Neurorehabilitation des Querschnittzentrums am Universitätsklinikum Heidelberg, und dem Zahntechniker Tobias Gallinat entwickelt. Direkt hinter den Schneidezähnen ist ein dünner, druckempfindlicher Sensor integriert, der kleine Kräfte aufnehmen kann. Der Sensor ist in eine Silikonmatrix eingebettet und mit einem Metallkügelchen versehen. „Der Pianist kann abgestuft dosieren und er hat Gefühl für die Kraft, die er erzeugt“, erklärt der Ingenieur Rupp. „Der Sensor wird von einer Elektronik ausgelesen, die auf einem ZigBee-Funkprotokoll basiert.“ Am Klavier befindet sich der Empfänger und ein kleiner, rund 15 Kilogramm schwerer, hochdynamischer Linearmotor. Mit ihm ist der Pianist in der Lage, sehr langsame bis sehr schnelle Pedalbewegungen umzusetzen. „Der Druck, den der Pianist auf die Beißschiene aufbringt, kodiert die Kraft, mit der der Motor das Pedal hinunterdrückt.“ Eine Knopfzelle liefert Energie für acht Stunden und lässt sich anschließend an einer Dockingstation wieder aufladen.

„Es war unbeschreiblich, an dem Abend mitzuerleben, dass unsere Forschung bis auf eine kurze anfängliche Funkstörung einwandfrei funktioniert“, sagt Rupp. Dem Pianisten und dem Ingenieur waren nach dem Konzert Freude und Erleichterung ins Gesicht geschrieben. Die beiden kamen zusammen, nachdem Mancarellas Mutter 2011 eine englische Pressemitteilung der Heidelberger Uni über Rupps Forschung gelesen und ihn daraufhin angeschrieben hatte. Der 47-jährige Wissenschaftler hatte 2008 bereits für einen norwegischen Pianisten eine erste Beißschiene entwickelt. Und ist dafür mit dem Innovationspreis der Deutschen Stiftung Querschnittlähmung ausgezeichnet worden.

Nun wollte die italienischstämmige Frau aus Los Angeles das System für ihren Sohn kaufen. Der Junge war mit vier Jahren an einem Tumor erkrankt, der sein Rückenmark geschädigt hatte. Seit dem sechsten Lebensjahr spielt der querschnittgelähmte Alberto Mancarella intensiv Klavier – und will professioneller Pianist werden. „Dieser junge Mann mit seinem starken Willen hat mich schwer beeindruckt“, sagt Rupp. Doch die Beißschiene war noch nicht ausgereift, geschweige denn käuflich erwerbbar. „Die Forschung wieder aufzunehmen war mir eine Herzensangelegenheit.“

Studium an Musikschule

Finanzielle Unterstützung brachten eine private Spende und das Preisgeld der Stiftung. „Die Weiterentwicklung war auch inhaltlich alles andere als trivial“, erinnert sich Rupp. Denn nachdem er die ersten Gebissabdrücke von dem damals Zehnjährigen aus Los Angeles bekommen hatte, war klar, dass sie sich komplett von den Modellen des erwachsenen Norwegers unterschieden. „Wir mussten also wegen des viel kleineren Mundraums die Elektronik neu dimensionieren.“ Zudem gab es weitere Mängel an der ersten Schiene und damit Verbesserungsbedarf“, sagt Rupp. Das erste System für den norwegischen Pianisten funktionierte beispielsweise noch über Zubeißen – was dessen Klangempfinden empfindlich gestört hatte.

Nun hat Alberto Mancarella seine erste öffentliche Bewährungsprobe mit der maßangepassten Schiene erfolgreich gemeistert. Das System und den Motor erhält Alberto als Geschenk mit nach Hause. So wird er zukünftig seine über ein Stipendium finanzierte Ausbildung an einer renommierten Musikschule in L.A. fortsetzen können.

Andere Funktionen steuerbar

Rüdiger Rupp hat indes bereits Pläne für die Weiterentwicklung der Beißschiene: Mit Hilfe des druckempfindlichen Sensors ließen sich je nach Position des Zungendrucks auch die anderen Pedale eines Flügels ansteuern oder auch bestimmte Funktionen an einem Keyboard. „Entsprechende Anfragen querschnittgelähmter Musiker sind schon bei mir eingegangen“, so Rupp. Die Funkbeißschiene könnte auch dafür für die Bedienung eines Rechners oder eines elektrischen Rollstuhls taugen. Das ist vor allem für Menschen interessant, die vom Hals ab gelähmt sind und die Hände und Arme nicht bewegen können. Der Ingenieur hofft, dass die Industrie und weitere Förderer aufmerksam werden  - damit seinen Patienten schon bald etwaige Hilfen angeboten werden können.

Mehr dazu im Internet:

Bericht des SWR über Alberto Mancarella auf Youtube

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