Tierversuch : Gelähmte Ratten können wieder gehen

Wissenschaftler durchtrennten das Rückenmark von Ratten, stimulierten dann eine teilweise Regeneration. Das ermöglichte es den gelähmten Tieren, kurzzeitig wieder zu laufen. Jetzt wollten die Forscher dies auch an Menschen ausprobieren.

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Auf dem richtigen Weg. Eine gelähmte Ratte erlernt wieder das Laufen.
Auf dem richtigen Weg. Eine gelähmte Ratte erlernt wieder das Laufen.Foto: dapd

Die Ratte konnte es kaum erwarten. Am anderen Ende der Rampe lockte ein Stück Schokolade, eine Frau rief nach ihr, ermutigte sie. Also rannte sie los, setzte sicher einen Fuß vor den anderen, stieg sogar die Stufen hinauf. Das Erstaunliche: Eigentlich ist diese Ratte nach einer schweren Rückenmarksverletzung querschnittgelähmt – genau wie neun ihrer Artgenossen, die diese Leistung vollbracht haben.

Wie Wissenschaftler um Grégoire Courtine von der Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) im Fachblatt „Science“ schreiben, können die Nerven im Rückenmark neue Verbindungen zum Gehirn aufbauen, die die verletzte Stelle umgehen und so wieder zielgerichtete Bewegungen zulassen. „Das Ausmaß der Nerven-Neuorganisation hatten wir bei einer so schweren Schädigung nicht erwartet“, sagt Courtine. „Es beschränkt sich nicht auf die verletzte Stelle. Auch im Gehirn haben sich neue Verschaltungen gebildet.“

Das funktioniert jedoch nur mit der richtigen Reha. Nachdem das Rückenmark der Ratten an zwei Stellen fast vollständig durchtrennt wurde – was einer schweren Verletzung etwa bei einem Unfall entspricht – waren die hinteren Beine der Ratten zunächst gelähmt. Die Nervenbahnen, die sonst die Beinmuskeln steuern, waren ohne Signale aus dem Gehirn in eine Art Dornröschenschlaf gefallen.

Um sie aufzuwecken, stellten die Wissenschaftler die Hirnsignale für das Hinterteil der Ratten nach. Sie spritzten ihnen einen Cocktail verschiedener Wirkstoffe, die die Aufgaben von Botenstoffen aus dem Hirnstamm übernehmen, und stimulierten gleichzeitig das Rückenmark an verschiedenen Punkten unterhalb der Verletzung.

Courtine vergleicht das Vorgehen seines Teams mit der Arbeit von Mechanikern, die ein Fahrzeug wieder startklar machen: „Man kann den Bewegungsapparat als ein Auto sehen und die Gliedmaßen als Räder. Der Motor sind die Nerven im Rückenmark, sie aktivieren die Muskeln. Dieser Motor funktioniert bei Querschnittgelähmten nicht mehr“, erklärt er. „Wir geben dem Motor wieder Treibstoff in Form des Wirkstoffcocktails, der die Nerven anregt. Und wir ahmen ein Gaspedal nach, indem wir das Rückenmark über mehrere Elektroden mit einer geringen Spannung stimulieren. So wie es normalerweise das Gehirn machen würde, wenn es den Muskeln sagt: Vorwärts!“

So präpariert absolvierten die Ratten ein Trainingsprogramm, jeden Tag eine halbe Stunde. Bereits nach einer Woche konnten die Ratten einige unsichere Schritte auf einem Laufband machen. Doch diese Bewegungen waren passiv, sie waren nicht vom Gehirn gesteuert. Die so geknüpften neuen Verbindungen funktionierten als Einbahnstraße, die nicht bis in den Bereich der Hirnrinde reichte, der Bewegungen koordiniert (Motorkortex). Die vom Motorkortex nach unten führenden Nervenbahnen endeten immer noch im Nirvana; die neu erbaute Umleitung war quasi nicht ausgeschildert.

Um aus eigenem Antrieb einen Fuß vor den anderen setzen zu können, dürfen die Beine bei dem Training nicht einfach auf ein Laufband reagieren. Es muss ein Ziel vorhanden sein, das derjenige aus eigener Kraft erreichen will – so wie die Schokolade am Ende einer Rampe für die Ratten. Damit die Vierbeiner sich nicht einfach auf ihre Vorderbeine verlassen und das Hinterteil hinter sich her schleifen, steckten die Forscher die Tiere in eine Art Mantel, der an einem Roboterarm befestigt war. Dieser entlastete zwar die Ratte, damit sie beim Gehen auf zwei Beinen nicht ihr eigenes Körpergewicht tragen musste. Er schob sie jedoch nicht an. Um von A nach B zu kommen, mussten die Ratten nun willentlich ihre eigentlich gelähmten Hinterbeine benutzen.

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