Sa, 18. November 2017

Kabellose Verbindung

10.11.2016 15:19

Chip im Hirn lässt gelähmte Affen wieder laufen

Mithilfe eines speziellen Hirnchips und einer Gehirn-Rückenmarks-Schnittstelle können gelähmte Affen wieder gehen. Eine Entwicklung Schweizer Forscher überbrückt die zerstörten Leitungsbahnen im Rückenmark kabellos und schafft bei den Primaten eine Verbindung zwischen Gehirn und Bein. Bis zu klinischen Studien am Menschen sei es aber noch ein weiter Weg, sagen die Wissenschaftler.

Normalerweise sendet der sogenannte Motorkortex - das Hirnareal, das Bewegungen plant - Signale über Nerven an die Muskeln der Gliedmaßen, um Bewegungen auszulösen. Bei einer Rückenmarksverletzung kommen diese Signale jedoch nicht bei den entsprechenden Muskeln an.

Forscher erklären die neue Schnittstelle im Video:

Elektroden messen Signale im Hirn
Ein Forscherteam um Gregoire Courtine von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) berichtete nun im Fachjournal "Nature" von ersten Erfolgen der neuartigen Schnittstelle bei einem Affen mit einem gelähmten Bein. Das System besteht aus mehreren Elementen: Im Gehirn implantierte Elektroden messen die Signale des Motorkortex und senden sie per Funk an einen Computer.

Der Computer übersetzt die Hirnsignale mittels eines speziellen Algorithmus in ein Muster elektrischer Impulse und sendet diese Informationen an einen in der Nähe des Rückenmarks implantierten Pulsgenerator. Über ein Kabel steuert dieser wiederum Elektroden, die an spezifischen Stellen des Rückenmarks unterhalb der Verletzung angebracht wurden und die Nerven spezifisch stimulieren, um die Muskeln zu bewegen, wie es der Motorkortex vorgibt.

So überbrückt das System den Unterbruch der Kommunikation zwischen Gehirn und Muskeln und erlaubt es dem Tier, die Kontrolle über das gelähmte Bein zurückzugewinnen. Der Affe sei sofort in der Lage gewesen zu gehen, sobald die Hirn-Rückenmarks-Schnittstelle aktiviert war. "Es waren keine Physiotherapie und kein Training nötig", wurde Erwan Bezard von der Universität von Bordeaux in einer Mitteilung der EPFL zitiert.

Neurotechnologische Premiere bei Primaten
Bezard und sein Team arbeiteten mit den EPFL-Wissenschaftlern zusammen, um das Gerät in den Affenversuchen zu testen. "Das ist das erste Mal, dass Neurotechnologie die Bewegungsfähigkeit in Primaten wiederherstellt", betonte Courtine laut der Mitteilung. Das Gerät könnte auch bei schwereren Rückenmarksverletzungen funktionieren, wahrscheinlich mit Unterstützung pharmakologischer Wirkstoffe, so die Forscher.

"Das ist das erste Mal, dass eine Neurotechnologie die Bewegungsfähigkeit bei einem Primaten wiederherstellt", sagt Grégoire Courtine vom Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne. "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."

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