Håb for mennesker: Lamme aber lærer at gå
To aber har fået elektroniske implantater, så en trådløs forbindelse direkte fra hjernen kan erstatte ødelagte nerver i rygmarven. De lammede aber lærer lynhurtigt at gå igen.

Skader på rygmarven kan forårsage lammelser, så man ikke længere kan styre sine ben. Men der har håb forude for de mennesker, som har fået lammelser i benene efter en rygmarvsskade og derfor ikke kan gå, for et internationalt hold forskere har vist, hvordan elektronik kan erstatte de beskadigede nervetråde.

I et forsøg har de demonstreret, at aber kan komme til at gå igen, selv om nerveforbindelserne mellem deres hjerne og det ene ben ikke længere fungerer. Et trådløst system, der sender signaler direkte fra hjernen til den nedre og ubeskadigede del af rygmarven, erstatter de skadede nerveforbindelser.

LÆS OGSÅ: Elektroder i hjernen giver lam mand bevægelsen igen

Lam abe med implantater

Signaler fra hjernen sendes trådløst til elektroder, der stimulerer nerverne til benmusklerne. På den måde genetableres den forbindelse, som er blevet afbrudt af rygmarvsskaden. (Illustration: Nature)

»Det er meget imponerende, at man kan genskabe gangfunktionen hos aber, der jo minder meget om mennesker,« siger Mads Jochumsen, der er adjunkt på Center for Sanse-Motorisk Interaktion, der hører under Institut for Medicin og Sundhedsteknologi på Aalborg Universitet.

Han har ikke deltaget i studiet, men læst det.

»De komponenter, der er blevet brugt, er godkendt til mennesker, og det er et smart system, hvor elektroderne på hjernebarken opfanger signaler, der via en computer sendes trådløst videre til en lille stimulator, der sidder på rygmarven. Aberne kan bevæge sig frit.«

Studiet er publiceret i det videnskabelige tidsskrift Nature.

Hjernechip og stimulator erstattede nerver

Først fik to raske rhesusaber implanteret en chip på hjernen, så elektroder kunne måle aktiviteten i det område af hjernen, der styrer det højre bagbens bevægelser.

På den nedre del af rygsøjlen fik de også et indopereret et implantat, der kunne stimulere nerver med forbindelse til benmuskler.

Hjernechip

Denne lille chip med 96 elektroder er implanteret på abernes hjernebark. Elektroderne registrerer, når aben vil bevæge sit højre bagben. (Foto: A. Herzog/EPFL)

 De to implantater blev så forbundet trådløst via en computer, som bearbejdede signalerne fra hjernen og sendte dem videre til stimulatoren ved rygmarven i lænden.

LÆS OGSÅ: Robotarm læser lam mands tanker

Derefter beskadigede forskerne dele af abernes rygmarv, så de ikke længere kunne bevæge deres højre bagben. Spørgsmålet var så, om aberne alligevel kunne gå, når der blev tændt for elektronikken, der skulle erstatte de ødelagte nerver.

Det kunne de. Aberne kunne kontrollere musklerne i benet ved hjælp af elektronikken, og faktisk gik der kun seks dage, før den ene af aberne kunne gå i normalt tempo igen. Den anden var to uger om at komme helt op i gear.

Aberne fik fart på igen

»Rygmarven er blevet skåret delvist over, så der ikke længere er kommunikation mellem hjernen og musklerne i hjernen. Men så har forskerne ført signalerne fra den motoriske del af hjernen ned til den nederste del af rygmarven, hvorfra musklerne så bliver stimuleret,« forklarer Mads Jochumsen og fortsætter:

»De springer den beskadigede del af rygmarven over, og det er ret banebrydende. Bare det, at de kan stimulere nederst på rygmarven, så de rette muskler bliver aktiveret, det er ret vildt. Der er mange nervebaner i rygmarven, og forskerne skal udvælge lige nøjagtigt dem, der styrer bøjning og udstrækning af benet.  Musklerne skal aktiveres i den rigtige rækkefølge, så aben får etableret et korrekt gangmønster igen.«

LÆS OGSÅ: Verdens første fleksible implantat får lamme rotter til at gå igen

Gangen er ikke perfekt, men aberne støtter fint på det ben, der før var lammet, og de kan bevæge sig rask fremad på et løbebånd.

Et stykke vej til behandling af mennesker

Abegang

Forskerne brugte et videosystem koblet til en computer til at afgøre, hvor godt aberne kom til at gå med det nye hjerne-rygmarvs-interface. (Foto: EPFL)

At teknikken lader til at fungere fint hos aber er dog ikke ensbetydende med, at den nu kan bruges til mennesker. Det medgiver hjerneforsker og leder af forskerholdet Grégoire Courtine fra det tekniske univerisitet École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) i Schweiz da også i en pressemeddelelse fra EPFL:

»Det er første gang, vi genskaber primaters bevægelse ved hjælp af neuroteknologi. Men der er mange udfordringer forude, og det kan tage adskillige år, før alle dele af dette indgreb kan testes hos mennesker.«

LÆS OGSÅ: Lammede rotter fik førligheden igen

Det hører med til historien, at forskerne kunne måle på de uskadte abers hjernesignaler og se, hvordan sammenhængen mellem dem og benets bevægelser var. Det kan ikke lade sig gøre hos et mennesker, der jo først behandles, efter at skaden er sket. Det gør processen mere besværlig.

Desuden blev nervebanerne ikke revet fuldstændig over hos aberne, og en mere kompleks rygmarvsskade hos et menneske vil utvivlsomt kræve meget længere genoptræning.

Fra fire til to ben er en udfordring

WHO skønner, at rygmarvsskader hvert år rammer mellem en kvart og en halv million mennesker.

Og så er der jo lige den vigtige forskel på aber og mennesker, at vi går på to ben, mens aber går på alle fire.

»Det kræver noget ekstra at få genskabt den balance, det kræver at gå på to ben. Det kan blive et problem, når man vil overføre systemet til mennesker,« siger Mads Jochumsen, der trods alt er ret optimistisk:

»Jeg vil mene, at teknikken har potentiale til at kunne hjælpe lamme mennesker. Det vil måske vare fem år, før forskerne kan vise, at det virker hos en enkelt, særligt udvalgt patient under kontrollerede forhold. Men vi er nok tættere på 20 år, før metoden kommer ud i klinisk praksis, så alle patienter kan få adgang til den.«

Videnskab.dk's julekalender - tryk på en julekugle

Fra alle os til alle jer klimanisser: Her er årets grønneste julekalender. Giv julekuglerne et dask for at åbne dagens låge. Du kan følge julekalenderen i Facebook-gruppen RED VERDEN.

Tryk på kuglerne for at åbne lågerne. Når du har åbnet en låge, kan du læse teksten ved at scrolle med musen eller swipe på mobilen.

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Det sker