Wählen Sie Ihre Nachrichten​

Signale vom Motorkortex ans Rückenmark : Hirnchip lässt gelähmte Affen laufen
Panorama 2 Min. 13.11.2016 Aus unserem online-Archiv

Signale vom Motorkortex ans Rückenmark : Hirnchip lässt gelähmte Affen laufen

Im G-Lab arbeiten Grégoire Courtine und sein Team an einem System zur Überbrückung zerstörter Leitungsbahnen im Rückenmark.

Signale vom Motorkortex ans Rückenmark : Hirnchip lässt gelähmte Affen laufen

Im G-Lab arbeiten Grégoire Courtine und sein Team an einem System zur Überbrückung zerstörter Leitungsbahnen im Rückenmark.
(BILD: G-LAB)
Panorama 2 Min. 13.11.2016 Aus unserem online-Archiv

Signale vom Motorkortex ans Rückenmark : Hirnchip lässt gelähmte Affen laufen

Manon KRAMP
Manon KRAMP
Ein neuartiges System aus Implantaten überbrückt zerstörte Leitungsbahnen im Rückenmark und schafft eine kabellose Verbindung zwischen Gehirn und Bein. Im Laborversuch konnten gelähmte Affen wieder gehen.

(dpa) - Ein kleiner Schritt für einen Affen – ein großer Schritt für die Medizin? Mithilfe eines Hirnchips und weiterer Implantate können gelähmte Affen wieder gehen. Das System überbrückt die zerstörten Leitungsbahnen im Rückenmark und schafft eine kabellose Verbindung zwischen dem Gehirn und dem Bein. Das berichten Wissenschaftler um Grégoire Courtine vom „Swiss Federal Institute of Technology“ in Lausanne im Fachblatt „Nature“. „Das ist das erste Mal, dass eine Neurotechnologie die Bewegungsfähigkeit bei einem Primaten wiederherstellt“, sagte Courtin, der das G-Lab leitet.

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 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.

Elektroden aktivieren Muskeln

Über spezifische Algorithmen erstellt dieser daraus ein Stimulationsprotokoll, das an einen Taktgeber im Lendenbereich geschickt wird. 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 einer gezielten 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 Erwan Bezard von der „University of Bordeaux“ (Frankreich).

Die Geschwindigkeit, mit der Hirnschnittstellen entwickelt werden, sei enorm, schreibt Andrew Jackson von der britischen „Newcastle University“ in einem ebenfalls im Fachblatt „Nature“ veröffentlichten Kommentar. Häufig lägen nur wenige Jahre zwischen erstem Test, Versuchen mit Affen und schließlich dem Einsatz beim Menschen. Dafür spreche auch, dass die einzelnen implantierten Bestandteile des Schnittstellensystems für den Einsatz beim Menschen bereits zugelassen sind.

Weitere Versuche nötig

Anders als bei den Affen in der Studie seien beim Menschen in der Regel beide Beine gelähmt, die Verletzungen am Rückenmark viel großflächiger, betont Rüdiger Rupp von der Klinik für Paraplegiologie am Universitätsklinikum Heidelberg. „Der logische nächste Schritt ist jetzt, die Versuche mit vollständig gelähmten Affen zu wiederholen“, sagt Rupp.

Auch könnten mit dem Verfahren derzeit nur ganz grundlegende Bewegungen – etwa Beugen und Strecken – initiiert werden. Komplexere Funktionen wie Balancieren oder das Überwinden von Hindernissen ließen sich mit der gegenwärtigen Technologie nicht umsetzen.


Lesen Sie mehr zu diesem Thema