Medizin Hirnchip lässt gelähmte Affen wieder laufen

Schweizer Wissenschaftler haben eine Technik entwickelt, die gelähmten Affen ihre Bewegungsfähigkeit zurückgibt. Ob die auf einem Hirnchip basierende Methode auf den Menschen übertragbar ist, muss sich aber noch zeigen.
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Grégoire Courtine vom Swiss Federal Institute of Technology verdeutlicht die Positionierung des Hirnchips anhand des Modells eines Primaten-Gehirns. Mithilfe eines neuartigen Neuroimplantat-Systems können gelähmte Affen wieder gehen. Quelle: dpa
Hirnchip lässt gelähmte Affen laufen

Grégoire Courtine vom Swiss Federal Institute of Technology verdeutlicht die Positionierung des Hirnchips anhand des Modells eines Primaten-Gehirns. Mithilfe eines neuartigen Neuroimplantat-Systems können gelähmte Affen wieder gehen.

(Foto: dpa)

LausanneMithilfe eines Hirnchips können gelähmte Affen wieder gehen. Das System überbrückt die zerstörten Leitungsbahnen im Rückenmark und schafft so eine Verbindung zwischen dem Gehirn und dem Bein – und zwar völlig kabellos. Über ihre Entwicklung berichten Wissenschaftler um Grégoire Courtine vom Swiss Federal Institute of Technology aktuell im Wissenschaftsmagazin „Nature“.

„Das ist das erste Mal, dass eine Neurotechnologie die Bewegungsfähigkeit bei einem Primaten wiederherstellt“, sagte Courtine. „Aber es liegen noch viele Herausforderungen vor uns und es könnte noch einige Jahre dauern, bis alle für den Eingriff nötigen Bestandteile beim Menschen getestet werden können.“

Taktgeber und Initiator jeder Bewegung der Gliedmaßen ist eine bestimmte Gehirnregion – der sogenannte Motorkortex. Die dortigen Hirnzellen senden Bewegungssignale in Form elektrischer Impulse über Nervenbahnen in die Lendenregion des Rückenmarks.

Von dort aus aktivieren Netzwerke aus Nervenzellen die Muskeln der Beine, die für das Gehen nötig sind. Durch eine Verletzung des Rückenmarks kann diese Sendeleitung unterbrochen werden. Die Signale des Gehirns kommen dann nicht mehr im Bein an – es ist gelähmt.

Die Hirn-Wirbelsäule-Schnittstelle, die die Forscher um Courtine entwickelt haben, besteht aus mehreren Bestandteilen: Ein Hirnimplantat zeichnet die elektrische Aktivität der für das Gehen verantwortlichen Nervenzellen im Motorkortex auf und schickt das Aktivitätsmuster kabellos an einen Computer. Über spezifische Algorithmen erstellt dieser daraus ein Stimulationsprotokoll, das an einen Taktgeber im Lendenbereich geschickt wird.

Zelltherapie lässt Gelähmten wieder gehen
huGO-BildID: 39875800 In an undated handout picture released by the British Broadcasting Corporation (BBC) Bulgarian man Darek Fidyka walks with the
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Darek Fidyka im Park des Akron Neuro-Rehabilitationszentrums in Wroclaw (Polen). Vor vier Jahren war sein Rückenmark durch eine Messerattacke schwer geschädigt worden, Fidyka war gelähmt. Dank einer neuartigen Behandlungsmethode kann er heute wieder laufen.

huGO-BildID: 39875792 In an undated handout picture released by the British Broadcasting Corporation (BBC) British professor Geoff Raisman, chair of
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Geoff Raisman vom University College London gehörte zu dem Team aus britischen und polnischen Medizinern, das Darek Fidyka behandelte.

huGO-BildID: 39875796 In an undated handout picture released by the British Broadcasting Corporation (BBC) Pawel Tabakow, consultant neurosurgeon at
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Pawel Tabakow von der Universität in Wroclaw leitete das Chirurgenteam, das dem Patienten Nervenzellen aus der Nase ins verletzte Rückgrat verpflanzte.

huGO-BildID: 39875801 In an undated handout picture released by the British Broadcasting Corporation (BBC) Professor Wagih el-Masri (L), a surgeon an
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Seine ersten Schritte machte Darek Fidyka (r.) an einem Barren.

huGO-BildID: 39875797 In an undated handout picture released by the British Broadcasting Corporation (BBC) Bulgarian man Darek Fidyka walks with the
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Heute kann er mit einer speziellen Gehhilfe wieder ohne fremde Unterstützung gehen.

huGO-BildID: 39875807 In an undated handout picture released by the British Broadcasting Corporation (BBC) Bulgarian man Darek Fidyka (R), who suffer
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Neurologe Geoff Raisman (hier l. mit Tabakow und Fidyka) schätzt den Behandlungserfolg höher ein als einen Spaziergang auf dem Mond: „Ich glaube, das ist der Augenblick, in dem eine Lähmung rückgängig gemacht werden kann.“

Auf Grundlage dieses Protokolls werden schließlich 16 Elektroden gesteuert, die an genau definierten Bereichen implantiert sind und letztlich die Muskeln aktivieren. Das gelähmte Bein bewegt sich, es wird in Echtzeit gebeugt und gestreckt.

Die Forscher testeten die Neuroprothese unter anderem an zwei Rhesus-Affen, bei denen jeweils ein Bein aufgrund der Durchtrennung des Rückenmarks gelähmt war. „Die Primaten waren sofort in der Lage zu laufen, nachdem die Hirn-Wirbelsäule-Schnittstelle aktiviert wurde. Sie benötigten keine Physiotherapie und kein Training“, erläutert der an der Studie beteiligte Erwan Bezard von der Universität Bordeaux in Frankreich.

Ein Video zeigt, wie eines der Tiere sich auf einem Laufband fortbewegt. Ist die Schnittstelle ausgeschaltet, bleibt das gelähmte Bein bewegungslos oder das Tier zieht es unter den Körper. Wird sie eingeschaltet, beginnt es augenblicklich, das Bein auf dem Boden aufzusetzen und annähernd normal zu bewegen.

Noch werden nur grundlegende Bewegungen initiiert
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