Sind die Nervenleitungen unterbrochen, die die Signale zwischen Gliedmaßen und Gehirn übermitteln, ist meist eine dauerhafte Querschnittslähmung die Folge. Denn das durchtrennte Rückenmark wächst nicht von allein wieder zusammen, eine Heilung von selbst gibt es daher nicht. Inzwischen allerdings forschen Wissenschaftler gleich an mehreren Ansätzen, um dieses Problem zu umgehen. Eine Möglichkeit ist es, die durchtrennten Nervenfasern des Rückenmarks mit einem Nervenstück aus dem Arm oder Bein sozusagen zu flicken. Eine solche Nervenverpflanzung ermöglichte es einem vom Hals abwärts Gelähmten, zumindest einen seiner Arme und Hände wieder bewegen zu können. Ein anderer Ansatz ist es, diese unterbrochene Verbindung mit Hilfe von Elektronik zu überbrücken – auch dies liefert erste vielversprechende Erfolge. Für das meiste Aufsehen jedoch sorgen in letzter Zeit Versuche, die brachliegenden Verbindungen und Hirnressourcen gelähmter Menschen durch Elektrostimulation oder eine Kombination von Neuro-Feedback und robotischen Gehhilfen zu reaktivieren. Ein Beispiel dafür ist der von der Brust abwärts gelähmte Julian Pinto, der frei stehend den Anstoß für die Fußball-WM in Brasilien gab. Ein von seinen Hirnströmen gesteuertes Exoskelett ermöglichte ihm die Kontrolle über seine Beine – und ließ ihn sogar den Boden spüren.
Training mit VR-Brille, EEG und Exoskelett
Dass Pinto kein Einzelfall ist, belegen nun neueste Ergebnisse aus dem Walk Again Project (WAP), das auch ihm zum Anstoß verhalf. Im Rahmen dieser Studie trainieren acht querschnittsgelähmte Teilnehmer seit Anfang 2014 mit einer Kombination aus Neuro-Feedback und robotischen Hilfsmitteln. Alle konnten wegen schwerer Rückenmarksverletzungen seit drei bis 13 Jahren ihre Beine nicht mehr bewegen und hatten vom Bauch abwärts alle Empfindungen verloren. Das Trainingsprogramm begann mit Neuro-Feedback- Übungen in der virtuellen Realität: Ausgestattet mit einer VR-Brille sollten die Probanden lernen, einen Avatar zum Laufen zu bringen – indem sie sich vorstellten, selbst zu gehen. Eine Elektrodenkappe auf ihrem Kopf leitete dafür ihre Hirnströme an einen Computer. Gleichzeitig erhielten die Probanden taktiles Feedback über Vibratoren in ihren Ärmeln. “Dieses Feedback verstärkt die Illusion, dass sie ihre Beine selbst bewegen und spüren”, erklärt Studienleiter Miguel Nicolelis von der Duke University in Durham.
Und tatsächlich zeigten sich bald erste Erfolge: “Anfangs hatte das Gehirn bei diesen Patienten die Repräsentation ihrer unteren Gliedmaßen fast vollkommen ausgelöscht”, berichtet Nicolelis. Doch nach Monaten des Trainings lernte das Gehirn wieder, die richtigen motorischen Steuerbefehle zu geben. “Im Prinzip fügte das Training die Repräsentation der Beine wieder in die Landkarte des Gehirns ein”, so Nicolelis. Einen weiteren Teil des Trainings bildeten Gehübungen auf einem Laufband. Dabei hingen die Patienten in einem Tragegeschirr, das ihr Gewicht hielt und sie stabilisierte. Ihre Beine steckten in einem robotischen Exoskelett, das ähnlich wie zuvor der Avatar durch ihre Hirnströme gesteuert wurde. Hatten die Probanden gelernt, dieses System zu steuern und damit zu laufen, begann der dritte Teil des Trainings: Gehübungen mit einem freistehenden Exoskelett, wie es auch Julian Pintos bei der Fußball-WM getragen hatte. Dieses stützt den Körper der Gelähmten und ist gleichzeitig motorisiert und kann per EEG-Steuerung gehen. Wie zuvor beim VR-Training bekamen die Probanden bei beiden Systemen haptisches Feedback durch die Sensorärmel.
