Intensivtraining Langjährig Gelähmte können ihre Beine wieder spüren

Auch wenn das Gehirn vor Jahren die Verbindung zu den Beinen verloren hat, können Gefühle in den Gliedmaßen wieder zurückkommen. Bei einer aktuellen Studie lernten Betroffene sogar, sich mit einem Exoskelett zu bewegen.

Laufen mit Exoskelett
EurekAlert/ AASDAP

Laufen mit Exoskelett


Querschnittslähmungen lassen sich mit einer gezielten Therapie auch Jahre nach einem Unfall noch verbessern. Das zeigt eine aktuelle Studie mit acht Personen, die seit langer Zeit gelähmt sind. Mithilfe einer sogenannten Gehirn-Maschine-Schnittstelle lernten sie innerhalb eines Jahres, ihre Beine zu fühlen und manche Muskeln zu bewegen.

Am Ende der Studie galten vier von ihnen nicht mehr als komplett, sondern nur noch als inkomplett gelähmt, wie ein internationales Forscherteam um Miguel Nicolelis von der Duke University in Durham in der Zeitschrift "Scientific Reports" berichtet.

26 bis 38 Jahre alt, 3 Jahre bis 13 Jahre gelähmt

Die 26 bis 38 Jahre alten Teilnehmer hatten sich vor einem Zeitraum von drei bis 13 Jahren schwer am Rückenmark verletzt. Sieben der acht waren zu Beginn der Untersuchung komplett querschnittsgelähmt, das heißt, sie konnten die Extremitäten unterhalb der Verletzung weder bewegen noch fühlen. Zum Vergleich: Bei einer inkompletten Querschnittslähmungen bleiben noch Nervenfasern intakt, sodass die Betroffenen zum Beispiel Berührungen spüren können.

In einem ersten Schritt trainierten die Forscher die Bereiche im Gehirn der Probanden, die Bewegungen der gelähmten Körperteile steuern. Damit lösten sie ein Problem, das vor allem bei langjährigen Lähmungen besteht: Das Gehirn klammert gelähmte Gliedmaßen in seiner Abbildung des Körpers irgendwann aus, sie werden kaum noch repräsentiert. Um das zu ändern, übten die Patienten anfangs täglich knapp vier Stunden mit einer Gehirn-Maschinen-Schnittstelle.

Ein Computer zeichnet dabei mithilfe von Elektroden auf der Kopfhaut die Hirnaktivität der Teilnehmer auf. Die Ergebnisse übersetzte er in eine virtuelle Welt, in der die Teilnehmer einen Menschen mithilfe von Gedanken durch ein Fußballstadion laufen lassen sollten. Anfangs änderte sich währenddessen zwar die Hirnaktivität. Die für die Bewegung typischen Reaktionen in den Hirnregionen, die für die Kontrolle der Beine zuständig sind, fehlten aber.

Teilnehmer mit VR-Brille und Elektrodenkappe
EurekAlert/ AASDAP

Teilnehmer mit VR-Brille und Elektrodenkappe

"Das Gehirn hatte die Repräsentation der unteren Gliedmaßen schon fast vollständig getilgt", sagt Nicolelis laut einer Mitteilung seiner Universität. Nach den mehrmonatigen Übungen konnten die Forscher beobachten, wie die erwarteten Reaktionen des Hirns zurückkehrten.

Exoskelette statt virtueller Realität

Mit zunehmender Besserung ersetzten die Forscher die virtuelle Realität unter anderem durch Exoskelette - von außen angebrachte Stützen, die Bewegungen unterstützen. Zudem trugen die Teilnehmer kleine Motoren an den Armen, die unter anderem vibrierten, wenn die Füße den Boden berührten. "Nach einer gewissen Zeit verbindet das Gehirn dieses Feedback mit den Schritten", erklärt Gordon Cheng, Leiter vom Lehrstuhl für Kognitive Systeme der TU München, das Ziel der Übungen.

Das intensive Training zahlte sich aus: Nach einem Jahr Training konnten die Teilnehmer Berührungen und andere Reize an ihren Beinen spüren - nur auf Temperaturveränderungen reagierten sie nicht. Hinzu kamen Fortschritte bei der Beweglichkeit.

"Die Patienten konnten ein gewisses Maß an Kontrolle über die Bewegung ihrer Beine wiedererlangen", sagt Cheng. "Das hat uns sehr überrascht." Bei einer 32-jährigen Frau, die seit 13 Jahren gelähmt war, verbesserte sich der Zustand besonders deutlich: Nach 13 Monaten konnte sie der Studie zufolge ihre Beine - gestützt durch ein Exoskelett - willentlich bewegen.

Das Team beschreibe ein spannendes Phänomen, ordnet Norbert Weidner vom Universitätsklinikum Heidelberg die Ergebnisse ein. Trotzdem warnt der Forscher, der nicht an der Studie beteiligt war, vor übertriebenen Hoffnungen: "Es ist ein großer Unterschied zwischen dem Erreichen sensibler Funktionen und dem Wiedererlangen der Gehfähigkeit."

Gebliebene Nervenverbindungen aktivieren

Bei der Mehrzahl der Querschnittgelähmten seien offenbar noch Nervenverbindungen im Rückenmark vorhanden, erklären sich die Autoren die Erfolge ihres Trainings. Laut einer früheren Studie seien bei etwa 60 Prozent der Betroffenen mit einer kompletten Querschnittlähmung noch 2 bis 27 Prozent der weißen Substanz im Rückenmark erhalten, sagt Nicolelis.

"Diese Nerven können viele Jahre lang verstummen, wenn es keine Signale von der Hirnrinde zu den Muskeln gibt", so Nicolelis. Das intensive Training mit der Gehirn-Maschine-Schnittstelle könnte sie bei den Studienteilnehmern wiedererweckt haben, vermutet er. "Auch wenn nur eine kleine Zahl Fasern bleibt, kann dies ausreichen, um Signale von der Großhirnrinde zum Rückenmark zu senden."

Ähnliche Verbesserungen der sensomotorischen Funktion seien auch schon in früheren Studien erzielt worden, sagt der Heidelberger Experte Weidner. Die jetzigen Resultate müssten in einer größeren Untersuchung bestätigt werden, die auch alternative Therapien beinhalte. "Am Ende des Tages kommt es darauf an, wie viel Lebensqualität die Patienten dazugewinnen", sagt der Direktor der Klinik für Paraplegiologie.

Das Besondere an der aktuellen Studie ist vor allem die Dauer, die die Patienten schon gelähmt waren. Das sieht auch Weidner so: "Wenn die Therapie Patienten hilft, die seit mehreren Jahren chronisch vollständig gelähmt waren, dann könnte die Aussicht auf Verbesserungen bei Menschen, deren Rückenmarksverletzung noch nicht so lange zurückliegt, größer sein."

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irb/dpa



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