„Digitale Brücke“ zwischen Gehirn und Wirbelsäule ermöglicht gelähmtem Mann das Wiedergehen

Vor über einem Jahrzehnt war Gert-Jan Oskam bei einem Fahrradunfall gelähmt, nachdem er eine Rückenmarksverletzung erlitten hatte. Dank einer innovativen Gehirn-Wirbelsäule-Schnittstelle (BSI), die von einem Team Schweizer Neurowissenschaftler entwickelt wurde, kann er nun wieder stehen und gehen.

Um zu gehen, muss das Gehirn einen Befehl an die Region des Rückenmarks senden, die für die Bewegungssteuerung verantwortlich ist. Doch eine Rückenmarksverletzung unterbricht diese Kommunikation.

„Unsere Idee war, diese Kommunikation mit einer „digitalen Brücke“, einer elektrischen Kommunikation zwischen dem Gehirn und der noch intakten Region des Rückenmarks, wiederherzustellen.“ genannt Professor Grégoire Courtine, einer der führenden Neurowissenschaftler des Projekts.

Zu diesem Zweck schuf das Team mithilfe der Brain-Computer-Interface-Technologie (BCI) eine drahtlose Schnittstelle zwischen Gehirn und Wirbelsäule, die Gedanken in Taten umwandelt. Dadurch kann Oksam jetzt auf natürliche Weise stehen, gehen und Treppen steigen, indem er nur daran denkt.

Um diese digitale Brücke zu bauen, erkennen zwei elektronische Implantate im Gehirn neuronale Aktivität, wenn Oskam seine Beine bewegen möchte. Diese Signale werden dann an eine Verarbeitungseinheit weitergeleitet, die er als Rucksack trägt. Ein speziell entwickelter Algorithmus entschlüsselt sie und sendet sie als Anweisungen an ein anderes elektronisches Implantat, das in den Rückenmarksregionen eingesetzt wird und die Beinbewegung steuert. Dieses Implantat fungiert als Neurostimulator, der wiederum die Muskeln zur Bewegung anregt.

Oskam musste sich zwei Operationen und rund 40 Rehabilitationssitzungen unterziehen, um die willkürliche Beweglichkeit seiner Beine wiederzuerlangen. „Das Überraschendste passierte meiner Meinung nach nach zwei Tagen“, sagte er während einer Anhörung Interview. „Innerhalb von fünf bis zehn Minuten konnte ich meine Hüften kontrollieren.“

Besonders hervorzuheben ist, dass Oskam mit Krücken auch kurze Strecken ohne das Gerät zurücklegen kann. Die Forscher glauben, dass das Gerät nicht nur seine sensorischen und motorischen Wahrnehmungen verbessert hat, sondern auch dazu beigetragen hat, neue Nervenverbindungen zu entwickeln.

Oksam ist die einzige Person, die die Technologie getestet hat, aber das Forschungsteam rekrutiert derzeit drei Personen, um zu untersuchen, ob ein ähnliches Gerät die Armbewegung wiederherstellen könnte. Die Neurowissenschaftler glauben, dass das BSI auch bei Schlaganfall-bedingten Lähmungen vielversprechende Ergebnisse liefern könnte.

Die Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne (EPFL) hat zusammen mit den Projektpartnern ONWARD Medical und CEA Fördermittel vom Europäischen Innovationsrat (EIC) erhalten, um eine kommerzielle Version der digitalen Brücke zu entwickeln und die Technologie weltweit verfügbar zu machen.

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