Im Alter führen Taubheitsgefühle im Fuß, zum Beispiel wegen Diabetes, häufig zu einem unsicheren Tritt – Stürze mit oft langwierigen Komplikationen sind die Folge. Ein Team aus Ingenieuren und Medizinern hofft nun, bald mit einer unauffälligen Einlegesohle das verloren gegangene Gefühl zurückzubringen. Die Sohle soll während des Laufens getragen werden und im Schuh durch unmerkliche Vibrationen die Gefühlsnerven stimulieren.

In einem Test an zwölf Senioren haben die Wissenschaftler um Lewis Lipsitz vom Institute for Aging Research der Harvard Medical School in Boston das schon länger erforschte Verfahren jetzt erneut erprobt. Diesmal kam eine neu entwickelte und miniaturisierte Einlegesohle zum Einsatz, die den Forschern zufolge alltagstauglicher als ihre klobigen Vorgänger sein soll. Sie erzeugt die Vibrationen mit Hilfe von piezoelektrischen Materialien, die sich beim Anlegen einer elektrischen Spannung ausdehnen. Diesen Effekt machen sich die Wissenschaftler zu Nutze, um die Fußsohle mit leichten Berührungen zu stimulieren. Alle Vibrationskomponenten brachten die Forscher in einer handelsüblichen Einlegesohle unter. Gesteuert wird die Vorrichtung durch einen elektronischen Schaltkreis und eine Batterie, die von der Lasche des Schuhs aufgenommen wird.

Im Experiment schnitten die Versuchspersonen im Alter zwischen 65 und 90 Jahren bei Bewegungstests besser ab als ohne Vibrationssohle. Die Stimulation verbesserte den Messungen der Forscher zufolge den Stand und half ihnen, beim Gehen die Balance zu halten. Der Effekt hielt während des gesamten Tages an.

Zufälliges Rauschen macht Tastempfindungen wahrnehmbar

Die Schuheinlage macht sich das Prinzip der stochastischen Resonanz zu Nutze: Bei Menschen mit verringertem Tastgefühl im Fuß bleiben die noch verbliebenen Reize der Tastsinnesorgane in der Haut zu schwach, um die Wahrnehmungsschwelle zu überschreiten – dem Gehirn fehlen die Informationen, um den Körper auszubalancieren, und ein Kippen beispielsweise wird zu spät wahrgenommen.

Die Vibrationen an der Fußsohle wirken nun wie ein Signalverstärker, dessen Prinzip sich vereinfacht so darstellen lässt: Treten ein schwacher Reiz und ein Vibrationsimpuls durch Zufall an der gleichen Stelle zum gleichen Ort auf, addieren sich ihre Intensitäten und "heben" damit sozusagen den natürlichen Reiz über die Wahrnehmungsschwelle. Dadurch wird er vom Gehirn registriert. Allerdings muss dazu das Ausmaß der Vibration genau dosiert werden. Ist es zu stark, überlagert es alle anderen Empfindungen; ist es zu schwach, kommt es zu selten zur Resonanz mit den natürlichen Reizen.