Aya Takeoka, Vlaams Instituut voor Biotechonologie, Neuroelectronics Research Flanders, Leuven, Belgien

Somatosensorisches Feedback zur Wiedergewinnung der Gehfähigkeit nutzen

Gefördert in: 2019, 2020, 2021


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Problem: Fehlendes Wissen, wie Rehabilitationstraining und elektrische Stimulation die Möglichkeit des Rückenmarks nutzen, unterhalb der Läsion Bewegung zu generieren.

Ansatzpunkt: Erkenntnisse gewinnen, wie spezifische Nervengruppen, die Information von Haut, Muskeln und Sehnen erhalten, in das Wiedererlernen des Gehens involviert sind.

Zielsetzung: Epidurale oder transkutane Stimulation optimieren und Identifizierung eines einzigartigen Genexpressionsprofils, das potentiell therapeutisch wirkt.


Eine schwere Querschnittsverletzung unterbricht die Verbindungen zwischen Gehirn und Rückenmark. Während verschiedene Typen von Nervenzellen unterhalb der Läsionsstelle ihre Fähigkeit behalten, auch nach der Verletzung noch Bewegungsabläufe zu initiieren, beraubt die fehlende Verbindung zum Gehirn das Rückenmark der Erregung. Das führt zu einer chronischen motorischen Fehlfunktion. 

Rehabilitationstraining zielt darauf ab, nach einer Paraparese motorische Funktionen wiederzuerlangen, indem der sensorische Input gefördert wird, um das Rückenmark unterhalb der Läsionsstelle anzuregen.

In Kombination mit einem solchen Rehabilitationstraining nutzt die elektrische Stimulation die bestehende Möglichkeit des Rückenmarks unterhalb der Läsion, um Bewegungsabläufe zu generieren.

Da sich Betroffene auf den verbleibenden Input von Gehirn und Rückenmark verlassen, um wieder Gehen zu lernen, ist es wichtig zu erkunden, wie das Rückenmark unterhalb der Läsion Lokomotion generiert.

Sensorisches Feedback von der Haut, den Muskeln und den Sehnen stellt eine wesentliche Information im Gangzyklus dar. Jede Art sensorischer Information wird an unterschiedliche Formen von Nervenzellen im Rückenmark vermittelt, um diese ausgewählt und abhängig vom Bewegungsmuster zu aktivieren.
Die Forschergruppe fokussiert ihre Analyse auf die Frage, wie bestimmte Nervenzellen diese Informationen erhalten und am Wiedererlernen des Gehens beteiligt sind. Durch eine angewandte Kombination aus Gentechnologie und Virustechnologie soll studiert werden, wie sich die Aktivität an diesen Nervenzellen auf die Lokomotion auswirkt. Zusätzlich sollen ihre Muster der Genexpression bestimmt und herausgefunden werden, ob diese spezifisch veränderbar sind, um eine verbesserte Lokomotion zu erreichen.

Die Ergebnisse dieser Arbeit sollen:

1) Die Konfigurationen von epiduralen oder transkutanen Elektroden optimieren, sodass die Erregung des verletzten Rückenmarks aufgabenspezifisch verstärkt werden kann.

2) Ein einzigartiges Genexpressionsprofil identifizieren, das potentielle therapeutische Ziele aufzeigen könnte.