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Rehabilitation: Gelähmte Ratten wieder zum Laufen gebracht

Forscher der Universität Zürich und der University of California in Los Angeles haben herausgefunden, wie sie querschnittsgelähmte Ratten mit Hilfe einer Kombination von Medikamenten, Elektrostimulation und regelmäßigem Training auf einem Laufband wieder zum Gehen bringen können. Die Nager konnten während der Therapie sogar rennen und ihr eigenes Körpergewicht tragen.

Die Forscher um den Züricher Grégoire Courtine machten sich zu Nutze, dass das Rückenmark Schaltkreise enthält, die ohne Befehl aus dem Gehirn rhythmische Aktivitäten erzeugen können. Sie treiben dann beispielsweise die Muskeln der Hinterbeine so an, dass diese dem normalen Gang ähneln. Frühere Experimente hatten bereits versucht, mit diesem Mechanismus die Hinterbeine von Ratten mit kompletten Rückenmarksverletzungen zu bewegen. Courtines Team gelang nun der nächste Schritt: Die gelähmten Versuchstiere konnten ihre Extremitäten kontinuierlich nutzen und ihr volles Körpergewicht darauf stützen.

Im Experiment befanden sich die Ratten auf einem Laufband und bekamen Medikamente verabreicht, die auf die Rezeptoren des Neurotransmitters Serotonin wirken. Parallel dazu erhielten sie niederschwellige elektrische Ströme direkt auf das Rückenmark unterhalb der ihnen zugefügten Verletzung. Die kombinierte Stimulation und Sinneswahrnehmung über die Hinterbeine auf dem sich bewegenden Laufband regte die Rhythmus erzeugenden Schaltkreise im Rückenmark an und löste die Bewegungen in den gelähmten Hinterbeinen der Ratten aus.

Tägliches Laufbandtraining über mehrere Wochen hinweg sorgten schließlich dafür, dass die Ratten sowohl vorwärts, rückwärts als auch seitwärts gehen konnten. Allerdings waren die eigentlichen Verbindungen zwischen Gehirn und den Geh-Schaltkreisen im Rückenmark weiterhin unterbrochen: Selbstständig konnten die Tiere weiterhin nicht laufen.

Die Regeneration von verletzten Nervenfasern ist daher offensichtlich nicht notwendig, um zumindest gelähmten Ratten das Gehen wieder zu ermöglichen. Nun hoffen die Wissenschaftler, dass ihre Erkenntnisse der Rehabilitation von rückenmarksverletzten Patienten einen Schub verleihen: Neuro-prothetische Hilfsmittel, die elektrisch stimulieren, könnten dann zusammen mit Medikamenten schwere Rückenmarksverletzungen bei Patienten bis zu einem gewissen Grad überbrücken. (uz)
39. KW 2009

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 39. KW 2009

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  • Quellen
Courtine, G. et al.: Transformation of nonfunctional spinal circuits into functional states after the loss of brain input. In: Nature Neuroscience 10.1038/nn.2401, 2009.

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