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Elektroden am Rückenmark lassen Querschnittsgelähmte wieder laufen

Unglaublicher Durchbruch im Bereich der Medizin. Dank in einem neuen Verfahren entwickelter Elektroden am Rückenmark können Querschnittsgelähmte wieder laufen, schwimmen und Radfahren lernen.

Epidurale Elektrostimulation: Durchbruch bei Elektroden am Rückenmark

Seit mehreren Jahrzehnten suchen Forscherinnen und Forscher nach einer Möglichkeit, Querschnittsgelähmten bei durchtrennten Nervenverbindungen im Rückenmark wieder zu mehr Mobilität zu verhelfen.

Das Forscherteam von nature medicine aus der Schweiz hat nun einen unglaublichen Fortschritt im Bereich der epidurale Elektrostimulation (EES) erzielt. Im Rahmen einer derzeit noch laufenden Studie gelang es dem Team, durch Elektroden am Rückenmark drei Menschen mit Querschnittslähmung ein Stück Eigenständigkeit zurückzugeben und das erneute Laufen zu ermöglichen.

Beim EES soll eine am Rückenmark angebrachte Elektrode die gekappten Nerven stimulieren, während ein verbundener Computer die Funktion der Signale aus dem Gehirn übernimmt.

Erste Resultate nach einer Stunde

Lediglich knapp eine Stunde dauerte es im Rahmen des Tests, bis die Beine der Studienteilnehmerinnen und Teilnehmer von der Elektrode aktiviert und bewegt werden konnten. Nach einem mehrmonatigen Training waren die Probanden zudem wieder in der Lage, mithilfe eines Rollators mehrere Meter ohne zusätzliche Hilfe zu gehen.

Auch selbständiges Aufrichten, freies Stehen ohne Hilfsmittel, Schwimmen und Fahrradfahren mithilfe eines Liegerades waren nach längerem Training der Querschnittsgelähmten wieder möglich.

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EES-Arrays mit 16 Elektroden

Den größten Fortschritt machte dabei das zum Einsatz kommende Implantat selbst, denn die Möglichkeit, dank eines Rückenmarksimplantats Querschnittsgelähmte wieder ein paar Schritte gehen zu lassen, hatte die Forschergruppe bereits im Jahr 2018 unter Beweis gestellt.

Das neuartige und weiterentwickelte EES-Array setzt auf 16 Elektroden, die auf einer 7 cm x 1,5 cm großen Folie angeordnet werden. Eigentlich werden entsprechendes Implantate bereits serienmäßig in der Schmerztherapie eingesetzt und kommen dort auf der Haut des Rückenmarks zum Einsatz.

Dort geben die Elektroden einen leichten Stromschlag an die Nerven ab, der für ein Kribbeln in den schmerzhaften Bereichen sorgt und damit den eigentlich Schmerzreiz überlagert. Bereits seit rund 30 Jahren wird diese Schmerztherapie im Bereich der Nerven weltweit angewandt.

Im Falle der Querschnittsgelähmten werden so jedoch die Nervenwurzeln angesprochen. Somit wird direkt Einfluss auf Bündel von für die Bewegung zuständigen Neuronen genommen, während mithilfe einer Software gesteuerte Aktivierungsmuster direkt in Bewegungsmuster umgewandelt werden.

Die Autoren der Studie haben dafür ein computergestütztes System entwickelt, das „hochauflösende strukturelle und funktionelle Bildgebung kombiniert, um die chirurgische Platzierung dieser Elektrode zu optimieren“.

Anpassung erfolgt individuell

Aus der Forschung geht zudem hervor, dass Positionierung und Programmierung der Elektroden am Rückenmark bei jedem Probanden individuell vorgenommen werden müssen. Dazu müsse zunächst ein aufwendiges, dreidimensionales anatomisches Modell der jeweiligen Wirbelsäule angefertigt werden.

Selbst während des Einsetzens des Implantates sei es zudem notwendig, die Platzierung der Elektroden über dreidimensionale CT-Scans zu überwachen, sowie regelmäßig Muskelkontraktionen auszulösen, um so die optimale Position der Elektroden finden zu können.

Gehen bereits einen Tag nach dem Eingriff möglich

Ziel der Forscher sei es gewesen, das selbstständige Gehen bereits einen Tag nach dem Eingriff bei allen Teilnehmern wiederherzustellen. Dies sei im Rahmen der Studie realisiert worden. Erste Gehbewegungen seien auf einem Laufband in einem Unterstützungskorsett bereits innerhalb der ersten 24 Stunden wieder ermöglicht worden.

Bis die Probanden auf ihren eigenen Füßen stehend und unter ihrer eigenen Körperlast wieder gehen konnten, seien jedoch mehrere Monate Training notwendig gewesen. Im Falle der drei Teilnehmerinnen und Teilnehmer sei dies ein fünfmonatiges Neurorehabilitationsprogramm in Kombination mit fünf Trainingstagen pro Woche gewesen. Gleichzeitig mussten die Probanden auch lernen, die passenden EES-Sequenzen für die jeweils gewünschte Bewegung auszuwählen und effektiv zu steuern.

So lernten die Teilnehmer zwar, sich selbstständig zu bewegen, ihre natürlichen Bewegungen haben sie dabei allerdings nicht wiedererlangt, führt die Studie weiter aus. Diese Demonstration der Fortschritte bei der Behandlung von Querschnittslähmungen im Bereich der Bewegung sei zwar spektakulär, noch wichtiger wäre es allerdings, wenn Menschen mit verletztem Rückenmark ihren Darm, ihre Blase oder ihren Blutdruck wieder selbstständig kontrollieren könnten.

Auch das sei laut Aussage des Forscherteams im weiteren Verlauf der anhaltenden Studie durchaus möglich. Eine weitere Unterstudie befasst sich darüber hinaus mit der Verknüpfung der EES-Implantate mit dem Gehirn über eine einzigartige Computer-Gehirn-Schnittstelle.

Simon Lüthje

Ich bin der Gründer dieses Blogs und interessiere mich für alles was mit Technik zu tun hat, bin jedoch auch dem Zocken nicht abgeneigt. Geboren wurde ich in Hamburg, wohne nun jedoch in Bad Segeberg.

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