Unf\u00e4lle, Schlaganf\u00e4lle oder auch Krankheiten hinterlassen jedes Jahr bei Millionen Menschen L\u00e4hmungen. Oft kommt die Beweglichkeit der Gliedma\u00dfen nach einer Zeit wieder zur\u00fcck, je nach Art der Sch\u00e4digung der Nerven bleibt die L\u00e4hmung jedoch dauerhaft. Ganz allt\u00e4gliche Dinge, wie zum Beispiel den Arm zu heben, funktionieren nicht mehr.<\/p>\n\n\n\n
Normalerweise sendet das Gehirn \u00fcber das R\u00fcckenmark ein elektrisches Signal in den Nerv, der den Schultermuskel versorgt. Dadurch wird eine Welle von Elektrizit\u00e4t ausgel\u00f6st, die sich \u00fcber den Muskel ausbreitet, wodurch dieser sich dann zusammenzuzieht und der Arm sich hebt. Wenn der Nerv jedoch schwer gesch\u00e4digt ist und die Information nicht mehr weiterleiten kann, hat der Mensch keine Kontrolle mehr \u00fcber den Arm. Um Betroffenen zu helfen, entwickeln Forscher des Cambridge Bioelectronics Lab<\/a> der University of Cambridge<\/a> nun Implantate, die diese Nervensch\u00e4den umgehen und die Beweglichkeit der Gliedma\u00dfen wieder herstellen sollen.<\/p>\n\n\n\n “Nerven sind die ‘Dr\u00e4hte’, die Informationen zu und von unserem Gehirn transportieren und uns die F\u00e4higkeit geben, Muskeln auf Kommando zu bewegen und sensorische Informationen \u00fcber unsere Umgebung zu empfangen”, sagt Professor George Malliaras, Prinz Philip Professor f\u00fcr Technologie am Bioelectronics Lab im Department of Engineering in Cambridge. “Eine Sch\u00e4digung der Nerven kann auf viele Arten auftreten, durch Krankheit oder Verletzung, und sie kann zu dauerhaften L\u00e4hmungen und Taubheit f\u00fchren, die die Lebensqualit\u00e4t stark beeintr\u00e4chtigen k\u00f6nnen. Nach Angaben der Christopher and Dana Reeve Foundation lebt fast 1 von 50 Menschen in den USA mit L\u00e4hmungen. Das sind 5.357.970 Menschen mit einer St\u00f6rung des zentralen Nervensystems, die zu Schwierigkeiten oder der Unf\u00e4higkeit f\u00fchrt, die oberen oder unteren Extremit\u00e4ten zu bewegen.”<\/p>\n\n\n\n Malliaras leitet ein von Dr. Alejandro Carnicer-Lombarte entwickeltes Projekt, mit dem Menschen geholfen werden soll, die beispielsweise durch einen Autounfall oder eine Messerwunde Nervenverletzungen davongetragen haben. Ziel des Projekts ist es, Implantate zu schaffen, die gesch\u00e4digte Nerven \u00fcberbr\u00fccken, indem sie eine Schnittstelle zum Gehirn und Nervensystem bilden.<\/p>\n\n\n\n Bisher hat das Team zwei “Neuroprothetik”-Ger\u00e4te entwickelt, von denen eines elektrische Muster aus dem Gehirn liest, w\u00e4hrend das andere einen elektrischen Reiz in die Zielmuskelgruppe injiziert. Die Ger\u00e4te funktionieren \u00fcber eine drahtlose Verbindung und schaffen es, den verletzten Nerv vollst\u00e4ndig zu umgehen. “\u00c4hnlich wie kabellose Kopfh\u00f6rer die alten kabelgebundenen Kopfh\u00f6rer \u00fcberfl\u00fcssig gemacht haben, ist es unser Ziel, Muskeln kabellos zu machen, indem wir elektrische Signale vom Gehirn abfangen, bevor sie in den gesch\u00e4digten Nerv gelangen, und sie \u00fcber Radiowellen direkt an die Zielmuskeln senden”, sagt Sam Hilton, wissenschaftlicher Mitarbeiter in Malliaras’ Team.<\/p>\n\n\n\n In Computersimulationen und an im Labor gez\u00fcchteten Zellen hat das Verfahren bereits funktioniert. Als n\u00e4chstes wird es nun an lebenden Ratten auf Sicherheit und m\u00f6gliche Verbesserungen gepr\u00fcft. “Aufgrund der Neuartigkeit der Ger\u00e4te haben wir eine moralische und ethische Verantwortung, sicherzustellen, dass das Verfahren sicher ist, bevor es am Menschen angewendet wird”, sagt Hilton. “Daf\u00fcr gibt es keinen Ersatz f\u00fcr die hochkomplexen und miteinander vernetzten Systeme des lebenden K\u00f6rpers – wir m\u00fcssen es an Tieren testen.” Diese Untersuchungen zeigen den Forschern, inwieweit das Design, das Implantationsprotokoll oder die Einstellungen verbessert werden k\u00f6nnten. In der letzten Phase der Validierung w\u00fcrden sie ein Rattenmodell mit Nervenverletzungen verwenden, um zu zeigen, dass die Funktion einer gel\u00e4hmten Gliedma\u00dfe wiederhergestellt werden kann, sagen die Forscher.<\/p>\n\n\n\n Das Team hofft, mithilfe des Ger\u00e4ts das Gehirnmuster zu erkennen, das mit der Greifbewegung der Ratte verbunden ist. Dazu bekommt die Ratte ein Zuckerk\u00fcgelchen angeboten, nach denen sie greifen muss. Dabei werden die entsprechenden elektrischen Signale aufzeichnet. Anhand dieser Daten wollen die Wissenschaftler das Ger\u00e4t so weiterentwickeln, dass es nur aufgrund der Gehirnaktivit\u00e4t bestimmen kann, wann eine Ratte mit der Pfote greifen will.<\/p>\n\n\n\n Das Wohlergehen der Ratten st\u00fcnde bei den Versuchen im Vordergrund, betonen die Forscher. Au\u00dferdem w\u00fcrden sie nur so viele Tiere einsetzen wie unbedingt n\u00f6tig. Ein kompletter Verzicht auf Tierversuche sei in diesem Fall aber leider nicht m\u00f6glich. Die ersten menschlichen Empf\u00e4nger dieses neuen Ger\u00e4ts w\u00fcrden dann einem untragbaren Risiko ausgesetzt. Am Ende h\u00e4tte diese Arbeit das Potenzial, “die Bewegungsf\u00e4higkeit von Patienten mit schweren Nervensch\u00e4den zu verbessern oder wiederherzustellen – und damit ihre Lebensqualit\u00e4t zu verbessern und unsere Gesundheitsdienste zu entlasten”.<\/p>\n\n\n\n Auch interessant:<\/strong> Unf\u00e4lle, Schlaganf\u00e4lle oder auch Krankheiten hinterlassen jedes Jahr bei Millionen Menschen L\u00e4hmungen. Oft kommt die Beweglichkeit der Gliedma\u00dfen nach einer Zeit wieder zur\u00fcck, je nach Art der Sch\u00e4digung der Nerven bleibt die L\u00e4hmung jedoch dauerhaft. Ganz allt\u00e4gliche Dinge, wie zum Beispiel den Arm zu heben, funktionieren nicht mehr. 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