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Rehabilitation: Training hilft gelähmten Ratten wieder auf die Beine

Gelähmte Ratten lernen wieder laufenLaden...

Unser Rückenmark kann sich von leichten bis mittelschweren Verletzungen durchaus erholen, doch bei einer schweren Läsion, beispielsweise einer Durchtrennung des Rückenmarks, reichen die Selbstheilungskräfte bislang nicht aus, um die Schäden rückgängig zu machen. Wissenschaftler vom EPFL zeigten nun allerdings, dass es tatsächlich medizinisch gelingen könnte – stimuliert man die intakten Neurone und trainiert die Willensstärke.

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Gelähmte Ratten lernen wieder laufen | Eine robotorähnliche Vorrichtung hilft den Ratten beim selbstständigen Laufen nach einer Rückenmarksverletzung.

Das Forscherteam um Grégoire Courtine untersuchte Ratten, denen es schwere Rückenmarksverletzungen im unteren Bereich der Brustwirbelsäule zugefügt hatte. Läsionen dieser Art unterbrechen die Verbindung zwischen Rückenmark und Nervenzellen, die die Bewegung der Beine kontrollieren, und rufen bei Nagern Lähmung der Hintergliedmaßen beziehungsweise eine Lähmung der Beine beim Menschen hervor.

Um zunächst die motorischen Nervenzellen der Ratten zu revitalisieren, verabreichten die Forscher ein spezielles Medikament. Die enthaltenen Monoamine lagerten sich an vorhandene Dopamin-, Serotonin- und Adrenalinrezeptoren an und regten so die für Bewegung relevanten – im gelähmten Körper inaktiven – Neurone an. Einige Minuten nach der Injektion stimulierten die Forscher mit Hilfe von Elektroden das Rückenmark an der verletzten Stelle. Auf diese Weise gelangten elektrische Impulse zu den durch das Medikament aktivierten motorischen Nervenzellen. Eine Bewegung wäre nun theoretisch wieder ausführbar – sie musste nur noch initiiert werden.

Da Courtine und Kollegen davon ausgingen, dass ein schwaches sensorisches Signal ausreicht, um das Laufen zu ermöglichen, ließen sie die Ratten in einer roboterähnlichen Vorrichtung nur auf den gelähmten Hinterbeinen laufen. Die Apparatur unterstützte die Nager beim Gehen und brachte sie künstlich ins Gleichgewicht. So konnten sich die Tiere selbstständig fortbewegen und mit eigener Kraft und Kontrolle das Ende der Anlage erreichen. Nach etwa neun Wochen waren sie sogar fähig, nicht nur auf gerader Fläche zu gehen, sondern auch Hürden und Stufen zu bewältigen.

Dieses Bewegungstraining führte zu einem immensen Nachwachsen von Nervenfasern, die die Läsion überbrückten und nun die Signalweiterleitung zwischen Gehirn und Rückenmark neuerlich erlaubten. Offensichtlich ist zudem die eigene Willensstärke in dieser Behandlung von großer Wichtigkeit: Eine zweite Gruppe von Ratten erhielt zwar die gleiche elektrochemische Behandlung, wurde aber auf dem Laufband und ohne die Hilfsapparatur trainiert. Diese Nager liefen zwar, wie es der Bewegungsablauf auf dem Trainingsgerät erforderte, die starke Entfaltung der Nervenfasern und die Erfolge des alternativen Bewegungstrainings in der Roboterapparatur blieben jedoch aus.

Der BehandlungsprozessLaden...
Der Behandlungsprozess | Schritt für Schritt von der Rückenmarksverletzung zum selbstständigen Laufen.

Bisher ist nicht sicher, inwieweit die Behandlungsmethode auch beim Menschen eingesetzt werden kann. Die Forscher hoffen allerdings, dass erste Untersuchungen in den nächsten Jahren beginnen können.

22. KW 2012

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 22. KW 2012

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  • Quellen
Science 10.1126/science.1217416, 2012

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