Das Leben im Griff – durch ausgefeilte Nervenstimulation

Wie sehr wir uns in unserem Alltag von dem geschickten Einsatz unserer Hände verlassen nehmen wir normalerweise nur wahr, wenn wir uns verletzt haben, z. B. wenn wir nach einem Knochenbruch einem Gipsverband tragen müssen. Querschnittsgelähmte, die aufgrund einer Rückenmarksläsion die Kontrolle über ihre Hände verlieren, leiden unter den Konsequenzen während ihres gesamten Lebens. Die Wiederherstellung von Handbewegungen, insbesondere die Fähigkeit zum funktionalen Greifen, würde für diese Menschen einen enormen Zugewinn an Lebensqualität bedeuten.

Ein interdisziplinäres Team aus Montpellier arbeitet mithilfe der CorTec-Technologie an einer neuartigen, neurotechnologischen Lösung für dieses Problem. Sie verwenden maßgeschneiderte CorTec Cuff Elektroden mit 9-12 Kontakten, die in mehreren Ringen entlang der Längsachse der motorischen Nerven angeordnet werden, und ausgefeilte Stimulationsprotokolle, um elektrische Ströme durch Kombinationen von Elektrodenkontakten zu steuern. Während einer geplanten Operation wurden solche Elektroden in querschnittsgelähmten Patienten vorübergehend um die beiden Hauptnerven implantiert, die die Handbewegungen steuern: den medialen und den radialen Nerv.

 

In einer früheren Story haben wir bereits über erste Ergebnisse aus diesen Arbeiten berichtet. Schon in den vorläufigen Ergebnissen war die Anzahl und Komplexität der Bewegungen, die verschiedene Stimulationsmuster hervorrufen konnten, erstaunlich. Jetzt erweiterten die Autoren ihre Studie um weitere Probanden und eine eingehendere Analyse der Stimulationseffekte. Die beeindruckenden Ergebnisse und umfangreiches Zusatzmaterial sind jetzt in einem von Experten begutachteten Journal verfügbar.

 

Was die neuen Ergebnisse so aufregend macht, ist die Tatsache, dass die Autoren durch sorgfältige Anpassung der Stimulationsmuster auch vollständige funktionelle Greifbewegungen auslösen konnten, die auch in alltäglichen Aktionen verwendet werden, wie z.B. den “Schlüsselgriff”, den “Kraftgriff” oder den “Hakengriff”. Tatsächlich konnten von den nur zwei implantierten Elektroden ein ganzes Spektrum der wichtigsten funktionalen Bewegungen ausgelöst werden. Und das alles bei querschnittsgelähmten Patienten, deren Hände ansonsten bewegungsunfähig waren.

 

Die Vision, die diese Ergebnisse eröffnen, ist klar: Wenn man die Cuff Elektroden dauerhaft implantieren und einen Weg finden könnte, Stimulationsmuster basierend aufgrund von Bewegungsabsichten zu induzieren, so könnten die Patienten lernen, ihre Hände wieder effektiv für gezielte Alltagsaktionen zu verwenden. Als nächsten Schritt in Richtung auf diese Vision wollen die Autoren das Experiment bei wachen Patienten wiederholen und ihre motorischen Signale aus den Aktivierungen von Muskeln auslesen, die von der Lähmung verschont blieben.

 

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Literatur:

Tigra, W., Dali, M., William, L. et al. Selective neural electrical stimulation restores hand and forearm movements in individuals with complete tetraplegia. J NeuroEngineering Rehabil 17, 66 (2020). https://doi.org/10.1186/s12984-020-00676-4

 

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