Von Dennis Thompson

HealthDay Reporter

MITTWOCH, 31. Oktober 2018 (HealthDay News) - Die Wissenschaft der Rückenmarkstimulation ist so weit verfeinert, dass drei zuvor gelähmte Patienten jetzt mit minimaler Unterstützung laufen können, berichten Schweizer Forscher.

Sie können dies nur mit Hilfe von Krücken oder Gehhilfen tun, dank der unglaublich präzisen elektrischen Stimulation des Rückenmarks in Verbindung mit einer intensiven Rehabilitation, sagten die Wissenschaftler.

Tatsächlich können zwei der Patienten ohne elektrische Stimulation mehrere Schritte unternehmen, ein Zeichen für das Wachstum neuer Nervenverbindungen, sagte der leitende Forscher Gregoire Courtine, Vorsitzender der Rückenmarksreparatur an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne.

"Das Gehen ohne Hände fühlte sich mehr oder weniger als normal an, und das war eine sehr große Leistung", sagte der 28-jährige Patient David M., der nach einem Sportunfall im Jahr 2010 gelähmt war und ihn nicht mehr kontrollieren konnte linkes Bein und nur noch Kontrolle über sein rechtes.

Frühere Studien haben gezeigt, dass "das Rückenmark über ein eigenes Intelligenzsystem verfügt, das das Gehen steuert", sagte Dr. Thomas Oxley, Direktor der Innovationsstrategie der Abteilung für Neurologie des Mount Sinai Health Systems in New York City.

"Wenn Sie darüber nachdenken, einem Huhn den Kopf abzuschneiden, kann es immer noch herumlaufen. Es braucht kein Gehirn, um zu laufen", sagte Oxley.

Es wurde gezeigt, dass implantierte Elektroden, die eine direkte elektrische Stimulation des Rückenmarks ermöglichen, die Bewegung von zuvor gelähmten Beinen ermöglichen.

Zum Beispiel berichtete die Mayo-Klinik im vergangenen Monat über den Fall eines 29-jährigen Paraplegikers, der jetzt mit Unterstützung über die Länge eines Fußballfelds laufen kann.

Die neue Studie führt die Medizin und Technologie der Wirbelsäulenstimulation auf zwei Arten weiter.

Zunächst wurde den Patienten eine Reihe von Elektroden im Rückenmark implantiert, mit denen die Forscher einzelne Muskelgruppen in den Beinen anvisieren konnten.

"Um die entsprechenden Muskelgruppen zu steuern, werden spezifische Elektrodenanordnungen aktiviert, die die Signale nachempfinden, die das Gehirn liefern würde, um zu laufen", erklärte die Forscherin Dr. Jocelyne Bloch, eine Neurochirurgin des Universitätsspitals Lausanne. Bloch verglich die gezielte Stimulation mit der Präzision einer Schweizer Uhr.

Fortsetzung

Zweitens, und was noch wichtiger ist, hat das Forschungsteam die Stimulation so abgestimmt, dass sie mit dem propriozeptiven Sensorsystem des Patienten zusammenarbeitet.

Proprioception ist Ihre Fähigkeit, jederzeit die exakte Position Ihrer Beine zu kennen, sodass Sie ihre Bewegungen präzise koordinieren können, erklärte Oxley.

"Wenn Sie Ihre Augen schließen, wissen Sie, wo sich Ihr Bein befindet, ohne dass Sie darauf schauen müssen", sagte Oxley. "Es gibt ein komplexes Netzwerk von Informationen, die vom Bein in das Rückenmark zurückkehren, wo sich Ihr Bein im Weltraum befindet."

Die kontinuierliche Nervenstimulation überfordert das propriozeptive System einer Person, so die Forscher.

"Wenn Sie das gesamte Rückenmark stimulieren, aktivieren Sie alle Muskeln gleichzeitig und blockieren die Beinbewegung", sagte Courtine.

Als die Stimulation mit Impulsen gefüttert wurde, die in Verbindung mit dem propriozeptiven System funktionierten, erzielten die Patienten eine bemerkenswerte Verbesserung ihrer Fähigkeit, zuvor gelähmte Beine in Koordination zu bewegen, sagten die Forscher.

Alle drei Studienteilnehmer waren in der Lage, mit einer Unterstützung des Körpergewichts zu gehen, nachdem sie nur eine Woche damit verbracht hatten, die Nervenstimulation an ihre individuellen Gehirnmuster anzupassen, sagte Courtine.

"Sie haben herausgefunden, wie sie diese Stimulationsimpulse im richtigen Takt und im richtigen Rhythmus in das Rückenmark abgeben können, was das propriozeptive sensorische System nicht stören würde", sagte Oxley.

Lange, hochintensive Trainingseinheiten scheinen die Fähigkeit des Nervensystems ausgelöst zu haben, die Nervenbahnen um beschädigte Nerven zu reorganisieren, sagten die Forscher. Infolgedessen haben Patienten die motorische Funktion verbessert, selbst wenn die elektrische Stimulation ausgeschaltet wurde.

Ein anderer Patient, Sebastian Tobler, sagte, er könne jetzt mit Hilfe der elektrischen Stimulation freihändig im Labor gehen. Er kann sogar im Freien bergauf fahren, wobei er ein spezielles Dreiradfahrrad verwendet, das sowohl Hand- als auch Beinkurbeln verwendet.

"Ich kann mehr und mehr Gewicht auf den Beinen tragen und habe mehr Kontrolle mit meinen Beinen", sagte Tobler, 47, der nach einem Mountainbike-Unfall im Jahr 2013 beide Beine völlig gelähmt hatte.

Die Patienten erhielten Uhren, die die elektrische Stimulation aufgrund von Sprachbefehlen an ihre Bedürfnisse anpassen.

Aber keiner der Forscher würde sagen, dass eine vollständige Heilung von Lähmungen auf der Suche ist, basierend auf dieser Forschung.

Fortsetzung

"Ich hoffe, dass wir eine Art Walker oder Exoskelett entwickeln können, die mit Stimulation einhergeht, damit wir Menschen aus dem Rollstuhl holen können", sagte Courtine. "Sie können zwar nicht herumlaufen, sich aber besser fühlen und mit der Mobilisierung ihres Körpers viele gesundheitliche Vorteile haben."

Der durch diese Studie gebotene Fortschritt ist ein "echter Durchbruch" in Bezug auf die Wiederherstellung der Mobilität einiger gelähmter Patienten, auch wenn sie wahrscheinlich kein völlig unabhängiges Gehen erreichen, sagte Oxley.

"Heilung ist ein sehr starkes Wort, und dies ist keine Heilung", sagte Oxley. "Dies ist die erste mögliche Behandlung, die möglicherweise den Verlauf des Rehabilitationsergebnisses in Bezug auf das Gehen verändern kann."

Die Ergebnisse wurden am 1. November in den Zeitschriften veröffentlicht Natur und Nature Neuroscience.