Gregoire Courtine , Swiss Federal Institute of Technology (EPFL), Center for Neuroprosthetics and Brain Mind Institute, Lausanne, Schweiz

Kombinationsansatz aus Bewegungstraining, Elektrostimulation und Pharmaka - der Schlüssel zur Erholung nach Rückenmarksläsion?

Gefördert in: 2013, 2014, 2015


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Problem: die Schädigung von Nervenbahnen und neuralen Regelkreisen durch die Rückenmarksverletzung führt  zur Einschränkung (Verlust) von Funktionen

Ansatz: Anregung und Bahnung von Nervenverbindungen

Ziel: Neuer kombinierter Rehabilitationsansatz um eine verbesserte Funktion  zu erreichen

Unsere Bewegungen werden durch Zentren im Gehirn (motorischen Region der Gehirnrinde) und das Kleinhirn kontrolliert, sowie dauerhaft und wesentlich durch Verschaltungen auf der Ebene des Rückenmarks (spinale Regelkreise) und die sensorischen Informationen aus der Körperperipherie moduliert. Nach einer Rückenmarksverletzung ist dieses Netzwerk von Verschaltungen massiv gestört, aber es ist bekannt, dass das Rückenmark die Fähigkeit besitzt die Verschaltungen neu aufzubauen (Plastizität des Rückenmarks). Die genauen Vorgänge sind weitgehend unbekannt.

In bisherigen tierexperimentellen Arbeiten  zeigte die Arbeitsgruppe von Dr. Courtine, dass durch eine sogenannte „elektrochemische Neuroprothese“ die Nervenbahne und Regelkreise des lumbosakralen Rückenmarks (Bewegung der unteren Extremitäten) so moduliert werden konnten, dass diese Tiere laufen konnten. Die elektrochemische Neuroprothese kombiniert drei unterschiedliche Ansätze:  

  • Bewegungstraining,  auf der Vorstellung ,dass das geschädigte Rückenmark durch Aktivität wieder „lernt“
  • epidurale Elektrostimulation
  • und monoaminerge Pharmaka, die stimulierende Wirkung auf das Rückenmark ausüben.

Auch in Veröffentlichungen von anderen Forschungsgruppen wurde berichtet, dass Elektrostimulation die Bewegungsfähigkeit von gelähmten Patienten verbessert.

Dr. Courtine‘ s Arbeitsgruppe will nun die Entwicklung in Richtung klinischer Anwendung am Patienten vorantreiben. Aktivitätsabhängiges Lernen zur Förderung der spinalen Plastizität wird bereits in der Rehabilitation genutzt, beispielsweise beim Laufbandtraining. Der zusätzliche Einsatz von elektrischer Stimulation und monoaminergen Pharmaka erfolgt unter der Vorstellung, dass hiermit die Erregbarkeit des Rückenmarks für Reize erhöht wird.

Es bleiben noch viele technische und biomedizinische Fragen zu lösen, bevor dieser Ansatz in eine sichere und effektive klinische Therapie umgesetzt werden kann. Das Projekt will die „elektrische Neuroprothese“ zur Verbesserung der Bewegungsfunktion weiterentwickeln und die Sicherheit und Wirksamkeit dieser Kombination von Ansätzen zeigen. Somit stellt dieses Projekt einen wichtigen Schritt dar, um die Ergebnisse aus dem Nagetiermodell auf den Menschen zu übertragen, mit dem Ziel die funktionelle Erholung durch Nutzung der spinalen Plastizität zu verbessern.