Neue Hoffnung für Gelähmte dank Neuroprothese

07/12/2016

Forscher hatten teilweise das Rückenmark von Makaken durchtrennt, um eine partielle Lähmung zu erreichen. Dank einer Neuroprothese konnten die zum Teil gelähmten Makaken nach nur wenigen Tagen wieder laufen. Die Prothese funktioniert wie eine drahtlose Brücke zwischen dem Gehirn und dem Rückenmark.

Bild: Grafik eines Affen mit einer implantierten Neuroprothese in Hirn und Wirbelsäule; Copyright: CNRS

Dank einer implantierten Neuroprothese konnten teilweise gelähmte Makaken im Experiment nach einigen Tagen wieder laufen; ©CNRS

Sie wurde an der Technischen Hochschule (EPFL) in Lausanne entworfen, von einem internationalen Konsortium (Medtronic - USA, Brown-Universität - USA, Fraunhofer ICT-IMM - Deutschland) technisch weiterentwickelt und von Forschern des französischen Instituts für Gesundheit und medizinische Forschung INSERM, des französischen Zentrums für wissenschaftliche Forschung CNRS, der Universität Bordeaux sowie dem Universitätskrankenhaus Lausanne getestet. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

Bei diesem Verfahren geht es nicht darum, die Extremitäten wieder mit dem durchtrennten Rückenmark zu verbinden, sondern darum, den für das Gehen zuständigen Bereich des Gehirns mit dem Bereich des Rückenmarks zu verbinden, der für die Bewegung der gelähmten Gliedmaße zuständig ist. Die Prothese funktioniert demzufolge als eine Art Überbrückung der Verletzung.

Zu diesem Zweck wird ein Elektrochip in die entsprechende Region des Gehirns (motorischer Kortex) gebracht, mit dem Ziel, Gehirnströme und damit die vom Affen gewollte Bewegung aufzuspüren. Diese Informationen werden anschließend an einen auf dem Kopf befestigten Mikrocomputer in Echtzeit und drahtlos weitergeleitet, wo sie entschlüsselt und in elektrische Befehle für die Neuronen umgewandelt werden.

Diese Signale werden als Wellen an einen Impulsgenerator weitergeleitet, der in der Lumbalregion des Rückenmarks unterhalb der Verletzung fixiert ist. Dieser mit 16 Elektroden ausgestattete Generator gibt die Befehle des Gehirns, ebenfalls drahtlos und in Echtzeit, an die Nervenbahnen weiter, die wiederum die Beinmuskeln steuern. So werden nur die vom Affen gewünschten Bewegungen ausgeführt.

Die Affen konnten ohne weiteres Training sofort wieder laufen. Dennoch bleiben noch viele Herausforderungen zu meistern. Auch wenn die klinischen Versuche bereits angelaufen sind, wird es noch einige Jahre dauern, bis diese neue Technik auch für den Menschen zur Verfügung steht. Zudem ist sie nur für Menschen mit einer teilweisen Beschädigung des Rückenmarks geeignet.

MEDICA.de; Quelle: Centre national de la recherche scientifique (CNRS)

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