16 Elektroden

Elektrodenimplantat lässt Querschnittsgelähmte wieder laufen

Robert Klatt

Ein neues Implantat zur Rückenmarkstimulation durch elektrische Impulse ermöglicht es, Querschnittsgelähmten wieder zu laufen.

Lausanne (Schweiz). Die Medizin arbeitet schon seit Langem daran, Querschnittsgelähmten das Laufen wieder zu ermöglichen. Als besonders erfolgsversprechend gilt eine Methode, bei der das Rückenmark der Patienten elektrostimuliert wird. Ursprünglich entwickelt wurde die Rückenmarkstimulation durch elektrische Impulse zur Behandlung chronischer Schmerzen.

Wissenschaftler der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) haben jedoch vor einigen Jahren erkannt, dass diese Rückenmarkstimulation auch Querschnittsgelähmten helfen. Dies funktioniert über Elektroden im Rückenmark der Menschen, über die einzelne Muskelgruppen gezielt aktiviert werden können. Jocelyne Bloch und Grégoire Courtine gelang es so bereits 2018 einem Querschnittsgelähmten, der seine Beine und Füße noch minimal bewegen konnte, einen Teil seiner Beweglichkeit zurückzugeben

Patienten ohne Restbeweglichkeit

Nun haben die Forscher der EPFL mit einer weiterentwickelten Form des Implantats erstmals einen völlig gelähmten Patienten ohne Restbeweglichkeit erfolgreich behandelt. Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Nature Medicine implantierten sie dem Patienten dazu eine Folie mit 16 Elektroden. Dieser konnte bereits am Folgetag der Operation erste Schritte auf einem Laufband absolvieren. Nach einem kurzen Training gelang es dem Querschnittsgelähmten wieder ohne Hilfe zu stehen und kurze Strecken zu gehen.

Implantat aktiviert Spinalnervenwurzeln

„Unser Durchbruch sind hier die längeren und breiteren implantierten Elektrodenarrays, bei denen die Elektroden so angeordnet sind, dass sie genau den Spinalnervenwurzeln entsprechen“, erklärt Bloch. Die neuen Elektrodenarrays ermöglichen eine genauere Ansteuerung der Neuronen, die bestimmte Muskeln des Bewegungsapparats steuern. Zur Entwicklung des Elektrodenarray analysierten die Wissenschaftler 27 Wirbelsäulen. Anschließend erstellten sie ein Computermodell, an dem sie feststellten, dass sich die Nervenbahnen der motorischen Zentren im Rückenmark individuell stark unterscheiden.

Steuerung per Tablet

Die Elektroden des Implantats sind mit einem Impulsgeber verbunden. Dieser kann kabellos über ein Tablet kontrolliert werden. „Die Patienten können die gewünschte Aktivität auf dem Tablet auswählen und die entsprechenden Protokolle werden an den Schrittmacher im Bauchraum weitergeleitet“, erklärt Courtine. Während dieses Prozesses wird durch das Implantat das Rückenmark aktiviert, wie es bei gesunden Menschen durch das Gehirn passiert. Neben Gehen und Laufen ermöglicht das Implantat auch Schwimmen und die Nutzung eines Liegerads.

Behandlung im klinischen Alltag?

„Die ersten Schritte waren unglaublich – ein Traum wurde wahr!“, berichtet Michel Roccati, der nach einem Motorradunfall querschnittsgelähmt war und das Implantat erhalten hat. Inzwischen kann Roccati wieder Treppen hoch- und heruntersteigen und 500 Meter am Stück mit einem Rollator laufen. Zwei andere Teilnehmer der klinischen Studie haben ebenfalls einen Teil der Beweglichkeit ihrer Beine wiedererlangt. Sie können jedoch noch keine Treppen laufen.

„Die Forschungsergebnisse sind beeindruckend“, kommentiert Norbert Weidner vom Universitätsklinikum Heidelberg die Ergebnisse. Der nicht an der Studie beteiligte Wissenschaftler zweifelt jedoch an, dass die Behandlung in absehbarer Zeit im klinischen Alltag verwendet werden kann. Laut Weidner ist es vor allem unklar, ob die Ergebnisse der Studie auch auf andere Querschnittsgelähmte übertragen werden können.

Kritische Stimmen aus der Medizin

Auch Winfried Mayr von der Medizinischen Universität Wien stuft das Ergebnis eher vorsichtig ein. Wie er erklärt, gab es in der Vergangenheit mit dem Verfahren bereits spannenden Einzelerfolge, die jedoch noch nicht auf eine größere Gruppe übertragen werden konnten. „Gleichzeitig kann aber nicht oft genug betont werden, dass ganz bestimmte Ausprägungen der Verletzung gegeben sein müssen, um auf diesem Weg weiterzukommen, und leider bei sehr vielen Betroffenen diese nicht gegeben sind“, erklärt der Wissenschaftler. Laut ihm ist eine baldige Behandlung für alle Querschnittsgelähmten daher nicht denkbar.

Wie Rainer Abel vom Klinikum Bayreuth erklärt, ist die Behandlung von Patienten mit kompletter Lähmung bemerkenswert. Die bisherigen Ergebnisse können aber noch keinen Rollstuhl ersetzen. „Wir sind uns in vielen Fachgremien mittlerweile einig, dass es nicht die eine Pille oder die eine Methode zur Behandlung von Querschnittlähmungen geben wird“, erklärt der Chefarzt der Klinik für Orthopädie und Querschnittsgelähmte. Dies liegt daran, dass das Nervensystem deutlich zu komplex ist. Trotz bewertet er die Studie als „sehr ermutigend“ und betont, dass er sich darüber freut, dass „dieses Projekt weitergeht und die Kollegen offenbar auch die Ressourcen dafür haben“.

Nature Medicine, doi: 10.1038/s41591-021-01663-5

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