Elektroden stellen die Bewegung und das Gefühl bei Rückenmarkspatienten teilweise wieder her

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Von Dennis Thompson HealthDay Reporter

Medizinisch überprüft von Judith Stewart, BPharm. Zuletzt aktualisiert am 12. März 2026.

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DONNERSTAG, 12. März 2026 – Menschen verlieren bei einer Rückenmarksverletzung vor allem zwei Dinge: Die Fähigkeit, die Bewegung ihrer Gliedmaßen zu kontrollieren, sowie die Fähigkeit, sensorisches Feedback von ihnen zu erhalten.

Diese wechselseitige Kommunikation ist entscheidend dafür, dass eine Person ihre Beine oder Arme richtig bewegen kann.

Jetzt berichtet ein Forscherteam in der Zeitschrift Nature Biomedical Engineering, dass es kurz davor steht, diese durch eine Rückenmarksverletzung entstandene Lücke zu schließen.

Elektrische Stimulation sowohl oben als auch unten Die Stelle einer Rückenmarksverletzung kann die Erfahrung einer sensorischen Rückmeldung einer sich bewegenden Gliedmaße simulieren, sagten Forscher.

Das Feedback ist nicht genau – Menschen erleben es als Empfindungen, die in anderen Teilen ihres Körpers aufzutreten scheinen.

„[Ich] konnte anhand des Feedbacks bis hierher [auf die Brust zeigend] erkennen, wann [mein Fuß] auftrat“, sagte ein Teilnehmer den Forschern. „Es war nicht so, als hätte ich gespürt, wie mein Fuß das Laufband berührte oder so etwas, aber es war nah dran.“

Aber die Ergebnisse zeigen einen Weg nach vorne bei der Wiederherstellung der Mobilität von Rückenmarkspatienten auf, sagte der leitende Forscher David Bornton, außerordentlicher Professor für Ingenieurwissenschaften an der Brown University in Providence, Rhode Island.

„Dies ist das erste Mal, dass gleichzeitig motorische Stimulation und sensorische Stimulation durchgeführt werden.“ Bei Menschen mit kompletten Rückenmarksverletzungen wurden Rückkopplungen nachgewiesen“, sagte Bornton in einer Pressemitteilung.

„Dies ist ein wichtiger Schritt in Richtung des Ziels, die durch eine Wirbelsäulenläsion entstandene Lücke vollständig zu schließen“, fügte er hinzu. „Durch die Bereitstellung sowohl motorischer Aktivierung als auch gleichzeitiger sensorischer Rückmeldung machen wir Fortschritte bei der Wiederherstellung koordinierter Bewegungen und funktioneller Unabhängigkeit.“

In der Studie implantierten Forscher Elektroden über und unter der Stelle der Rückenmarksschädigung bei drei Patienten, die ihre Beine nach vollständigen Rückenmarksverletzungen nicht mehr bewegen konnten.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Stimulation unterhalb der Verletzung die Muskelkontrolle der Beine teilweise wiederherstellte, während die Stimulation oberhalb der Stelle es den Patienten ermöglichte, beim Gehen zu „fühlen“, wo sich ihre Beine im Raum befanden.

„Durch die gleichzeitige Wiederherstellung der motorischen Aktivierung und sinnvollen sensorischen Rückmeldungen bewegen wir uns über die isolierte Funktion hinaus hin zu einer koordinierten, zielgerichteten Bewegung“, sagte der Forscher Dr. Jared Fridley, Chefarzt für spinale Neurochirurgie an der University of Texas in Austin.

„Das ist ein entscheidender Schritt, wenn die Neurotechnologie Menschen mit schweren Rückenmarksverletzungen tatsächliche Unabhängigkeit ermöglichen soll“, sagte Fridley in einer Pressemitteilung.

Nachdem die Elektroden implantiert worden waren, arbeiteten die Forscher mit den Patienten zusammen, um die Stimulation der Nerven, die für die Muskelbewegungen beim Gehen verantwortlich sind, genau abzustimmen.

Die Patienten selbst nutzten ein „DJ-Board“, das mit Knöpfen und Schiebereglern ausgestattet war, um unterschiedliche Stimulationsstärken auf verschiedene Teile des Rückenmarks zu richten und dabei auf Muster zu achten, die dazu führten, dass sich die Beinmuskeln zusammenzogen und beugten.

„Die Teilnehmer sagten uns, dass die Verwendung des DJ-Boards tatsächlich viel Spaß gemacht hat“, sagte der leitende Forscher Jonathan Calvert in einer Pressemitteilung. Er ist Assistenzprofessor für neurologische Chirurgie an der University of California-Davis.

„Wir gaben ihnen Zielpositionen und Posen für die Beine und sie navigierten auf dem Brett, bis sie die richtigen Stimulationsmuster fanden, um diese Pose zu erreichen“, sagte Calvert. „Sie haben es wirklich genossen, zu sehen, wie sich ihre Beine wieder bewegen und über die Schnittstelle ihre eigene Kontrolle zu haben.“

Die Forscher nutzten dann die Daten vom DJ-Board, um eine künstliche Intelligenz zu trainieren, die diese Stimulationsmuster optimierte und die präzisesten Wege fand, um bei jedem Patienten Muskelaktivität auszulösen.

„Der Raum möglicher Stimulationen ist riesig – viel zu groß, um effizient durch Versuch und Irrtum durchsucht zu werden“, sagte Lakshmi Narasimhan Govindarajan, ein Postdoktorand am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge. Massachusetts.

„Maschinelles Lernen bietet die Möglichkeit, Stimulationsmuster effizienter zu suchen und zu personalisieren, sodass sie genauer zu der Muskelaktivität passen, die wir bei jedem Teilnehmer angestrebt haben“, sagte Govindarajan in einer Pressemitteilung.

Das Team verwendete dann einen ähnlichen Prozess über der Verletzungsstelle, um sensorisches Feedback zu erzeugen.

Angesichts der Rückenmarksverletzung konnten sie die Stimulation oben nicht direkt den Empfindungen der Beine oder Füße darunter zuordnen.

Stattdessen testeten sie, ob Empfindungen, die mit anderen Körperteilen verbunden sind, genutzt werden können, um Empfindungen der unteren Extremitäten einer Person zu ersetzen.

„Wir verwendeten einen sensorischen Ersatzansatz, bei dem bestimmte Empfindungen mit bestimmten Aktionen oder Reizen verknüpft werden, um den Teilnehmern die Neuinterpretation sensorischer Hinweise zu ermöglichen“, sagte Calvert. „In diesem Fall verspüren die Teilnehmer möglicherweise ein Gefühl in der Brust, im Arm oder im Rücken, aber sie können lernen, diese Empfindungen mit unterschiedlichen Gelenkwinkeln in ihren Beinen in Verbindung zu bringen.“

Anhand dieses Feedbacks konnten Patienten mit verbundenen Augen den Winkel ihrer Beine immer noch genau angeben, fanden Forscher heraus.

„Das sagt uns, dass diese Empfindungen sensorisches Feedback liefern, das nützlich ist, um zu wissen, wo sich ihre Beine zu jedem Zeitpunkt im Raum befinden“, erklärte Calvert. „Die Teilnehmer gaben an, dass diese Art von sensorischem Feedback in ihrem täglichen Leben, beispielsweise beim Ein- und Aussteigen in den Rollstuhl, sehr nützlich sein könnte.“

Die Forscher führten dann ein Experiment durch, bei dem sie beide Arten der elektrischen Stimulation verwendeten. Patienten, die von einem an der Decke befestigten Gurt getragen wurden, führten Gehbewegungen auf einem Laufband aus.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Teilnehmer die zum Gehen erforderlichen Muskeln anspannen und genau melden konnten, wann ihre Füße den Boden berührten – obwohl das Gefühl in einem anderen Teil ihres Körpers registriert wurde.

Diese Art von Feedback könnte zukünftigen Patienten in der Reha wegen Rückenmarksverletzungen helfen, sagten Forscher.

„Es gibt Grund zu der Annahme, dass eine koordinierte Stimulation an einer Verletzungsstelle positive Rehabilitationseffekte hervorrufen könnte“, sagte Borton. „Das ist etwas, das wir in dieser Studie nicht vollständig untersuchen konnten, das wir aber in zukünftigen Arbeiten weiterverfolgen wollen.“

Als nächstes plant das Team, mehr Patienten für eine längerfristige Studie zu rekrutieren, in der dieser Stimulationsansatz außerhalb des Krankenhauses getestet wird.

„Wir sind begeistert vom Potenzial der Neurotechnologie, die lange Geschichte pharmazeutischer Ansätze zur Unterstützung von Menschen mit Rückenmarksverletzungen zu ergänzen“, sagte Borton.

Quellen

  • Brown University, Pressemitteilung, 11. März 2026

    • Haftungsausschluss: Statistische Daten in medizinischen Artikeln stellen allgemeine Trends dar und beziehen sich nicht auf Einzelpersonen. Einzelne Faktoren können stark variieren. Lassen Sie sich bei individuellen Gesundheitsentscheidungen immer individuell medizinisch beraten.

    Quelle: HealthDay

    Gesendet : 2026-03-13 01:48

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