Kenneth Glad
Ein experimentelles System hat einem Patienten geholfen, nach einer schweren Verletzung teilweise die Kontrolle über seine Bewegungen und seinen Tastsinn zurückzuerlangen. Die Ergebnisse geben einen ersten Einblick darin, wie geschädigte Nervenbahnen umgangen werden könnten.
Keith Thomas kann inzwischen wieder selbstständig essen und eine Tasse zum Trinken anheben, nachdem er jahrelang nicht in der Lage gewesen war, seine Arme aus dem Rollstuhl heraus anzuheben, berichtet The Guardian.
Der in New York lebende Thomas ist seit einem Badeunfall im Juli 2020, bei dem er sich das Genick brach, ab der Brust gelähmt. Die Verletzung schränkte zudem die Nutzung seiner Arme und Hände erheblich ein.
Später nahm Thomas an einer klinischen Studie der Feinstein Institutes for Medical Research teil. Wissenschaftler implantierten Elektroden in Hirnregionen, die mit Bewegung und Tastsinn in Verbindung stehen. Dadurch entstand das, was das Forschungsteam als doppelten neuronalen Bypass bezeichnete.
Denkt Thomas an eine Bewegung, erkennt das implantierte System die entsprechende Hirnaktivität. Diese Signale werden an der verletzten Stelle des Rückenmarks vorbeigeleitet, und eine elektrische Stimulation veranlasst die Muskeln in seinen Armen und Händen zu reagieren.
Ebenso wichtig ist der Rückweg der Signale. Sensoren an Hand, Fingern und Daumen registrieren Druck, wenn Thomas einen Gegenstand berührt, und lösen anschließend eine Stimulation in den sensorischen Hirnarealen aus.
Diese Informationen ermöglichen es Thomas, besser einzuschätzen, ob er einen Gegenstand tatsächlich berührt und wie fest er ihn hält. Ohne diese Rückmeldung ist es deutlich schwieriger, die Greifkraft zu dosieren – insbesondere bei leichten oder empfindlichen Gegenständen.
Training führte zu praktischen Fortschritten
Die in Nature Medicine veröffentlichte Studie berichtet, dass Thomas 35 Wochen lang mit dem System trainierte. Die Kraft in seinem rechten Arm nahm um 86 Prozent zu, die in seinem linken Arm um 62 Prozent.
Mithilfe des Implantats und einer langen Rehabilitationsphase lernte er, seine Hände zum Gesicht zu führen, ohne Hilfe zu essen und eine Tasse anzuheben. The Guardian berichtet außerdem, dass er bei kontrollierten Tests auch empfindliche Gegenstände handhaben konnte.
Anschließend konzentrierten sich die Wissenschaftler auf einen Bereich seines rechten Handgelenks, der seit dem Unfall gefühllos geblieben war. Sie zeichneten seine Hirnaktivität auf, während er sich vorstellte, berührt zu werden, und nutzten diese Muster für eine koordinierte Stimulation von Gehirn, Haut und Rückenmark.
Diese Methode, die als kortikale Spiegelung bezeichnet wird, wurde 25 Wochen lang angewendet. Der Studie zufolge kehrte das Tastempfinden in einem Teil des zuvor gefühllosen Bereichs zurück.
„Bei einer kürzlich durchgeführten Nachuntersuchung wurde festgestellt, dass diese Fortschritte auch nach mehr als zwei Jahren noch vorhanden waren“, sagte Professor Chad Bouton, der die Forschung leitete. „Das ist außerordentlich ermutigend.“
„Für mich ist das ein unglaublicher Moment“, sagte Bouton.
Dass einige Verbesserungen auch dann bestehen blieben, als das System abgeschaltet war, deutet darauf hin, dass die wiederholte Therapie die Kommunikation zwischen Teilen von Thomas’ Nervensystem verändert haben könnte. Die Studie belegt jedoch nicht, wie weitreichend diese Veränderungen waren oder ob derselbe Effekt auch bei anderen Patienten auftreten würde.
An dem Experiment nahm nur eine Person teil. Künftige Studien müssen zeigen, ob sich die Ergebnisse bei unterschiedlichen Rückenmarksverletzungen reproduzieren lassen. Außerdem müssen die Forschenden klären, ob sich die Technologie auch außerhalb einer eng überwachten klinischen Umgebung sicher und zuverlässig einsetzen lässt.
Quellen: The Guardian; Nature Medicine