Arm- und Handbewegungen werden bei gelähmten Affen durch einen externen Stimulator, der das Rückenmark zapt, in einem Durchbruch wiederhergestellt, der Millionen von Menschen helfen könnte, ihre Mobilität wiederzuerlangen
- Wissenschaftler haben Arm- und Handbewegungen bei gelähmten Affen wiederhergestellt
- Dazu wurde das Rückenmark der Tiere mit einem externen Simulator gezappt
- Den Affen wurden entlang ihrer Wirbelsäule Elektroden implantiert, die mit einem externen Stimulator in der Größe eines Radiergummis verbunden waren
- Die Tiere wurden auch mit Gehirnimplantaten ausgestattet, die freiwillige Bewegungen überwachen
Wissenschaftler haben Arm- und Handbewegungen bei gelähmten Affen wiederhergestellt, indem sie das Rückenmark der Tiere zappen.
Das erfolgreiche Experiment ermöglicht es dem Team der Pittsburgh University, Versuche am Menschen zu starten, und Patienten werden jetzt rekrutiert.
Für die vorklinischen Tests wurden Affen entlang ihrer Wirbelsäule Elektroden implantiert, die mit einem externen Stimulator in der Größe eines Radiergummis verbunden waren.
Die Tiere wurden auch mit Gehirnimplantaten ausgestattet, die freiwillige Bewegungen überwachen.
Als die Gehirnimplantate die Absicht des Tieres erkannten, seinen Arm zu bewegen, schickte der Stimulator kleine elektrische Schocks durch das Rückenmark hinauf zu den Arm- und Handmuskeln.
Ein Video des Experiments zeigt, dass der Affe nicht in der Lage ist, ein Leckerli zu erreichen, aber wenn der Stimulator sein Rückenmark zappt, kann er das Futter erreichen und greifen.
Die bahnbrechende Forschung gibt den mehr als fünf Millionen Menschen, die aufgrund einer Wirbelsäulenverletzung oder eines Schlaganfalls gelähmt sind, Hoffnung.
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Wissenschaftler haben Arm- und Handbewegungen bei gelähmten Affen wiederhergestellt, indem sie das Rückenmark der Tiere zappen. Abgebildet ist der gelähmte Affe, bevor sein Rückenmark gezappt wird. Es versucht, nach dem Leckerli zu greifen, kann aber seinen Arm nicht bewegen
Die Analyse zeigte, dass die Stimulation zwar nicht ausreichte, um die Armfunktion vollständig wiederherzustellen, die Präzision, Kraft und Bewegungsreichweite jedoch signifikant verbesserte, sodass jedes Tier seinen Arm effizienter bewegen konnte.
Wichtig ist, dass sich die Tiere weiter verbesserten, als sie sich anpassten und lernten, wie man Stimulation verwendet.
Co-Erstautorin Dr. Sara Conti von der Harvard Medical School in Boston sagte gegenüber SWNS: „Unser Protokoll besteht aus einfachen Stimulationsmustern, die durch Erkennung der Bewegungsabsicht des Tieres initiiert werden.
„Wir müssen nicht wissen, wohin das Tier ziehen möchte. Wir müssen nur wissen, dass sie umziehen wollen – und das Extrahieren dieser Informationen ist relativ einfach.
Die Stimulation zappt sein Rückenmark. Der Affe kann seinen Arm auf das Leckerli zu bewegen
“Unsere Technologie könnte auf viele verschiedene Arten in Kliniken implementiert werden, möglicherweise ohne Hirnimplantate.”
Das Team begann diese Arbeit mit dem Ziel, eine Technologie zu entwickeln, die die verbleibenden gesunden Nerven, die das Gehirn und das Rückenmark verbinden, aktiviert, um die Armmuskeln durch einen externen Stimulus zu steuern – eine gelinde gesagt herausfordernde Leistung.
Der leitende Autor Marco Capogrosso, Assistenzprofessor für neurologische Chirurgie und Mitglied der Rehabilitations- und Neuraltechniklabore in Pitt, sagte in einer Erklärung: „Um selbst die einfachste Armbewegung auszuführen, muss unser Nervensystem Hunderte von Muskeln koordinieren und diese kompliziert ersetzen neuronale Kontrolle mit direkter elektrischer Muskelaktivierung wäre außerhalb eines Labors sehr schwierig,
„Anstatt Muskeln zu stimulieren, haben wir die Technologie vereinfacht, indem wir ein System entwickelt haben, das überlebende Neuronen verwendet, um die Verbindung zwischen Gehirn und Arm über spezifische Stimulationsimpulse an das Rückenmark wiederherzustellen, wodurch eine Person mit Lähmung möglicherweise in die Lage versetzt wird, Aufgaben des täglichen Lebens zu erledigen. ‘
Hier kann der Affe das Leckerli greifen, wozu er sich auch zu seinem Mund bewegt
Affen wurden mit Gehirnimplantaten ausgestattet, die elektrische Aktivität von Regionen erkannten, die freiwillige Bewegungen kontrollieren. Als sie die Absicht des Tieres erkannten, seinen Arm zu bewegen, wurde eine kleine Reihe von Elektroden eingeschaltet, die mit einem Stimulator in der Größe eines Bleistiftgummis verbunden waren
Um die Technologie zu testen, arbeiteten die Forscher mit Makakenaffen mit partieller Armlähmung, die darauf trainiert wurden, einen Hebel zu erreichen, zu greifen und zu ziehen, um ihr Lieblingsessen zu erhalten.
Sie wurden mit Gehirnimplantaten ausgestattet, die elektrische Aktivität von Regionen erfassten, die freiwillige Bewegungen steuern.
Als sie die Absicht des Tieres erkannten, seinen Arm zu bewegen, wurde eine kleine Reihe von Elektroden eingeschaltet, die mit einem Stimulator in der Größe eines Bleistiftgummis verbunden waren.
Es wurde über die Nervenwurzeln gelegt, die vom Rückenmark zu den Muskeln des Arms und der Hand sprießen.
Co-Erstautorin Dr. Beatrice Barra, jetzt an der New York University, sagte in einer Erklärung: „Einen Schritt zurückzutreten und ein sehr komplexes klinisches Problem aus einer anderen und einfacheren Perspektive anzugehen als alles, was zuvor getan wurde, eröffnet mehr klinische Möglichkeiten für Menschen mit Arm- und Handlähmung.
“Durch den Aufbau einer Technologie rund um das Nervensystem, die das nachahmt, wofür es von Natur aus entwickelt wurde, erzielen wir bessere Ergebnisse.”
Die in der Zeitschrift Nature Neuroscience beschriebene elektrische Rückenmarkstimulation wird später in diesem Jahr in den USA an gelähmten Schlaganfallpatienten getestet.