Nature News: Was lässt gelähmte Menschen wieder gehen? Wissenschaftler haben eine neue Entdeckung gemacht

Unter Lähmung versteht man die Verringerung oder den Verlust der willkürlichen Bewegungsfunktion.

Ursache einer Lähmung sind in der Regel Schäden am Nervensystem, insbesondere am Rückenmark.

Sofern jedoch mithilfe bestimmter wissenschaftlicher Methoden eine Verbindung zwischen dem Gehirn und den Motoneuronen im geschädigten Rückenmark hergestellt werden kann, ist es gelähmten Menschen möglicherweise möglich, ihre Gehfähigkeit wiederzuerlangen.

Frühere Fälle haben gezeigt, dass eine elektrische Stimulation des Rückenmarks, beispielsweise eine epidurale elektrische Stimulationstherapie (EES), gelähmten Menschen wirksam dabei helfen kann, ihre Gehfähigkeit wiederzuerlangen. ** Der zugrunde liegende Mechanismus dieser Therapie ist jedoch noch unklar.

(Quelle: Pixabay)

Jetzt haben Wissenschaftler endlich eine neue Entdeckung gemacht——

Dem Neurowissenschaftler Grégoire Courtine, Professor an der EPFL, ist es mit seinem Team und seinen Mitarbeitern gelungen, Neuronen zu identifizieren, die die Genesung nach einer Lähmung fördern. Die Entdeckung trägt zu unserem Verständnis bei, wie die Mobilität nach einer Lähmung wiederhergestellt werden kann.

Abbildung ｜Wachsende Neuronen.

Die zugehörige Forschungsarbeit mit dem Titel „Die Neuronen, die das Gehen nach einer Lähmung wiederherstellen“ wurde heute in der maßgeblichen wissenschaftlichen Zeitschrift Nature veröffentlicht.

Umbau der Rückenmarksneuronen

Das Rückenmark ist eine Erweiterung des zentralen Nervensystems, die vom Gehirn ausgeht. Es liegt im Wirbelkanal der Wirbelsäule und wird durch die Wirbel geschützt. Es ist hauptsächlich für die Reflexaktionen des Rumpfes und der Gliedmaßen sowie für die Übertragung neuronaler Informationen zwischen dem Gehirn und der Peripherie verantwortlich.

Bei einer Rückenmarksverletzung wird die Verbindung zwischen Gehirn und Rückenmarksneuronen passiv unterbrochen, was in leichten Fällen zu einem teilweisen Verlust der Sinneswahrnehmung und in schweren Fällen zu Hemiplegie, Tetraplegie oder sogar vollständiger Lähmung führt .

Daher sind die Entdeckung neuer Behandlungsmethoden für Lähmungen und das Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen wichtige Forschungsthemen für die Zukunft der Wissenschaft, um gelähmten Menschen zu helfen, sich besser zu bewegen oder sogar vollständig zu genesen.

In den meisten Fällen bestehen noch einige Verbindungen zwischen dem Gehirn und den Motoneuronen im geschädigten Rückenmark, aber diese winzigen Verbindungen reichen möglicherweise nicht aus, um dem Gelähmten das Gehen wieder zu ermöglichen. Durch Stimulation von außen kann möglicherweise die Verbindung zwischen Gehirn und Rückenmark wiederhergestellt werden .

Bereits im Jahr 2018 half Courtines Team drei Patienten mit einer Rückenmarksverletzung, durch eine Elektrostimulationstherapie die Kontrolle über ihre Beinmuskulatur wiederzuerlangen und ihre Gehfähigkeit zu verbessern.

In diese Arbeit wurden 9 Patienten mit schwerer oder vollständiger Lähmung aufgrund einer Rückenmarksverletzung aufgenommen und erhielten eine EES-Behandlung. Während der Behandlung erlangten sie ihre Gehfähigkeit sofort zurück oder verbesserten sie sogar, und nach fünf Monaten EES-Behandlung und Rehabilitation verbesserte sich ihre Mobilität noch weiter.

Video | Neun Patienten mit chronischer Rückenmarksverletzung, die im Rahmen dieser Studie eine Elektrostimulationstherapie erhielten, erlangten ihre Gehfähigkeit zurück.

Courtine et al. Englisch : www.goethe.de/ges/mol/thm/en251821.htm Sie versuchen herauszufinden , ob sich durch elektrische Stimulation ein oder mehrere spezifische Neuronen wiederherstellen lassen und ob diese Neuronen von entscheidender Bedeutung sind , um gelähmten Menschen das Gehen wieder zu ermöglichen .

Zu diesem Zweck haben Courtine et al. ein Mausmodell entwickelt, das die wichtigsten Merkmale der menschlichen EES-Neurorehabilitation nachbildet. Darüber hinaus erstellten sie einen Einzelzellatlas der Genexpression für verschiedene Neuronen im Rückenmark der Maus.

Durch die Kombination dieses Modells mit molekularer Profilierung identifizierten sie eine bestimmte Klasse erregender Neuronen, die für die Wiederherstellung der Gehfähigkeit nach einer Rückenmarksverletzung wichtig sind, für die Gehfähigkeit von Personen ohne Rückenmarksverletzung jedoch nicht unbedingt erforderlich sind.

Das Forschungsteam wies jedoch auch darauf hin, dass auch andere Neuronen im Gehirn und Rückenmark die Wiederherstellung der Gehfähigkeit fördern können, so dass noch weitere Forschung nötig ist.

In einem gleichzeitig veröffentlichten Kommentarartikel kommentierten Eiman Azim, außerordentlicher Professor im Labor für Molekulare Neurobiologie des Salk Institute for Biological Studies, und der Postdoktorand Kee Wui Huang, dass diese Entdeckung dabei helfen könne, den Rehabilitationsmechanismus von EES besser zu verstehen, der gesamte Prozess der Reorganisation des Rückenmarks müsse jedoch noch erforscht werden.

Darüber hinaus sagen sie, dass trotz der Herausforderungen die Entwicklung verbesserter Methoden der Neurorehabilitation und das schnelle Wachstum von Werkzeugen für den Zugang zu bestimmten Zelltypen im Nervensystem die Aussicht auf gezielte, schaltkreisbasierte Behandlungen von Rückenmarksverletzungen vielversprechender machen.

Außerordentlicher Professor Marc Ruitenberg, Neurologe an der School of Biomedical Sciences der University of Queensland, sagte, dass Gehen für gelähmte Menschen normalerweise keine Priorität habe und der Verlust der Blasen- und Darmkontrolle sowie der sexuellen Funktion einen größeren Einfluss auf ihre Lebensqualität habe. „Es wird sehr interessant sein zu sehen, ob diese Funktionen mit dieser Technologie auch verbessert werden können.“

Rückenmarksverletzungen sollten nicht unterschätzt werden

Rückenmarksverletzungen können durch Schäden an den Wirbeln, Bändern oder Bandscheiben oder am Rückenmark selbst verursacht werden.

Traumatische Rückenmarksverletzungen können durch eine plötzliche heftige Einwirkung auf die Wirbelsäule verursacht werden, die zu einem Bruch, einer Verschiebung, einer Quetschung oder Kompression eines oder mehrerer Wirbel führt, wie sie beispielsweise bei Verkehrsunfällen, Zusammenstößen, Stürzen, Sportverletzungen und Katastrophen wie Erdbeben und Grubenunglücken auftreten; Während nicht-traumatische Rückenmarksverletzungen durch Arthritis, Krebs, Entzündungen, Infektionen oder Bandscheibenverschleiß verursacht werden können.

Patienten mit Rückenmarksverletzungen verlieren nicht nur ihre Bewegungsfähigkeit, sondern auch die Kontrolle über ihren Darm oder ihre Blase. Sie erleben einen Verlust oder Veränderungen ihrer Empfindungen (einschließlich der Fähigkeit, Wärme, Kälte und Berührungen zu spüren), übermäßige Reflexaktivität oder Krämpfe sowie Schmerzen oder ein starkes Kribbeln aufgrund der Schädigung der Nervenfasern im Rückenmark.

Die durch die Rückenmarksverletzung verursachte Lähmung erschwert es der betroffenen Person, im Alltag für sich selbst zu sorgen, was für die Familie eine enorme Belastung darstellt. Laut der Mayo Clinic sind die häufigsten Ursachen für Rückenmarksverletzungen in den Vereinigten Staaten : Kraftfahrzeugunfälle: Auto- und Motorradunfälle sind die häufigste Ursache für Rückenmarksverletzungen und machen jedes Jahr fast die Hälfte aller neuen Fälle von Rückenmarksverletzungen aus;

Stürze: Rückenmarksverletzungen, die nach dem 65. Lebensjahr auftreten, werden normalerweise durch Stürze verursacht.

Gewalt: Etwa 12 % der Rückenmarksverletzungen werden durch gewalttätige Auseinandersetzungen verursacht;

Verletzungen durch Sport und Freizeitaktivitäten: Sportliche Aktivitäten wie Aufprallsport und Tauchen im flachen Wasser machen etwa 10 % aus;

Krankheit: Krebs, Arthritis, Osteoporose und Entzündungen des Rückenmarks können ebenfalls zu Rückenmarksverletzungen führen. Daher kann das Risiko einer Rückenmarksverletzung durch sicheres Fahren, die Vermeidung von Stürzen und das Ergreifen von Schutzmaßnahmen vor dem Training verringert werden.

Akademiker, schützt euer Rückenmark~

Quellen:

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05385-7

https://www.nature.com/articles/d41586-022-02234-5

https://www.nature.com/articles/d41586-022-03605-8

https://www.nature.com/articles/s41593-018-0262-6

https://en.wikipedia.org/wiki/Spinal_cord

https://www.mayoclinic.org/zh-hans/diseases-conditions/spinal-cord-injury/symptoms-causes/syc-20377890