Martin Schwab , Institut für Hirnforschung, Universität Zürich, , Schweiz

Tiefe Hirnstimulation des Bewegungszentrums im Mittelhirn

Gefördert in: 2017, 2018, 2019


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Problem: Für inkomplette Querschnittslähmung ist derzeit keine Therapie verfügbar.

Ansatzpunkt: Kerngebiete des Hirnstamms, die Fortbewegung kontrollieren und zum Rückenmark unterhalb der Verletzungsstelle ziehen

Zielsetzung: Verbesserung der Bewegungsfunktion nach inkompletter Rückenmarksverletzung

 

Millionen Menschen weltweit leiden an einer funktionell oder anatomisch inkompletten Rückenmarksverletzung. Bei einer inkompletten Querschnittslähmung ist charakteristisch, dass nach wie vor einige Fasern intakt bleiben, die das Gehirn mit dem Rückenmark unterhalb der Verletzungsstelle verbinden. Dennoch kommt es zu einem Verlust oder starker Beeinträchtigung der Bewegungskontrolle und –ausführung, mit nur eingeschränktem Potential für eine funktionelle Erholung.

Als neue, bisher vernachlässigte Strategie für die Behandlung von großen, aber inkompletten Rückenmarksverletzungen, schlagen wir die Kombination folgender zwei Strategien vor:

1) Nutzung der tiefen Hirnstimulation

2) mit Fokus auf eine kleine Region im Mittelhirn, die Bewegungen initiiert und kontrolliert (mesencephalic locomotor region, MLR).

Elektrische Tiefenhirnstimulation ist ein Verfahren, bei dem Elektroden stereotaktisch in tiefe Hirnareale implantiert werden. Tiefe Hirnstimulation der Basalganglien ist inzwischen eine Routinebehandlung bei Medikamenten-resistentem Morbus Parkinson. Sie wurde erfolgreich in tausenden von Patienten eingesetzt und zeigte bemerkenswerte Ergebnisse. Auch im neuropsychiatrischen Bereich findet sie mehr und mehr Anwendung.

Akute elektrische Stimulationsexperimente in unserem Labor mit Ratten mit großen, aber inkompletten chronischen Rückenmarksverletzungen zeigten, dass tiefe Hirnstimulation der MLR akut die Bewegungsfunktion der Hinterbeine verbessert, auch im Falle einer inkompletten Querschnittslähmung. Außerdem weiß man, dass elektrische Aktivität verletzungsbedingte plastische Anpassungsvorgänge im Zentralnervensystem verbessern kann. Wir nehmen somit an, dass die elektrische Stimulierung der verbleibenden intakten Fasern nach einer inkompletten Rückenmarksverletzung die anatomische Umstrukturierung vorantreibt und so zu permanenten funktionellen Verbesserungen führt.

Dieses Projekt will untersuchen, inwieweit die Stimulation des MLR-Bewegungs-Kontrollzentrums sich als neue Behandlungsmöglichkeit für die eingeschränkte Bewegung in rückenmarksverletzten Ratten eignet. Dieses Projekt legt wichtige Grundsteine für die geplante klinische Studie bei Patienten mit schwerer ASIA B und C klassifizierten Rückenmarksverletzung.