Grégoire Courtine, EPFL, Genf, Schweiz

Welche Mechanismen liegen der räumlich und zeitlich abgestimmten Rückenmarksstimulation zugrunde?

Gefördert in: 2020, 2021, 2022


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Problem: Eine Halsmarkverletzung unterbindet zahlreiche physiologische Vorgänge. Die Wiedergewinnung von Arm- und Handfunktion hat danach oberste Priorität.
Ansatzpunkt: Konzeptuelle und technologische Voraussetzungen schaffen für eine maximale Wiedergewinnung von Hand- und Armfunktion
Zielsetzung: Epidurale Stimulation als Therapie nach einer Halsmarkverletzung etablieren

Eine hohe Querschnittslähmung beeinträchtigt eine ganze Reihe physiologischer Funktionen. Sie wirkt sich damit dramatisch auf die Lebensqualität der Betroffenen aus. Für diese Patienten hat die Erholung der Arm- und Handfunktion oberste Priorität.
Bei chronisch Querschnittsverletzten ist es den Wissenschaftlern kürzlich gelungen, ein Gehen wieder zu ermöglichen. Sie setzten hierzu eine elektrische Rückenmarksstimulation in Höhe der Lendenwirbelsäule ein und kombinierten diese mit einer Roboter-gestützten Gangrehabilitation. Das Ziel des aktuellen Projektes ist es nun, Konzepte und Neurotechnologie auf das Halsmark zu übertragen. Die Testung erfolgt in einem präklinischen Modell einer Halsmarkquetschung. Dies soll die Wiederherstellung der Arm- und Handfunktion maximieren.
Die Wissenschaftler wollen Protokolle der elektrischen Stimulation entwickeln und hierfür den richtigen anatomischen Ansatzpunkt und zeitlichen Ablauf ermitteln, um Willkürbewegung von Hand und Arm zu ermöglichen.
Diese Protokolle der räumlichen und zeitlichen Stimulation sollen die Rehabilitation von Ziel- und Greifbewegung erleichtern. Dabei kommt zusätzlich eine kürzlich entwickelte Robotertechnik zum Einsatz, die das Training von Hand- und Armbewegungen unterstützt.
Die Wissenschaftler nehmen an, dass die Stimulation mit einer räumlichen und zeitlichen Auflösung, die Reorganisation erhalten gebliebener Nervennetzwerke vorantreibt. Dies soll zu einer anhaltenden Verbesserung der neurologischen Erholung führen. Um das mechanistische Verständnis dieser Technik zu vertiefen, planen die Forscher tiefgehende anatomische und funktionelle Analysen.
Zusammengefasst soll zum einen Reorganisation erforscht werden. Zum anderen geht es um die Identifikation von Schlüsselnetzwerken aus Nervenzellen, die maßgeblich zu einer funktionellen Erholung beitragen. Die Arbeit soll den konzeptuellen und technologischen Rahmen schaffen, um die Funktion nach einer Halsmarkverletzung bei Menschen bestmöglich wiederherzustellen.