Serotonin plus Nervenschrittmacher lehrt gelähmte Ratten das Laufen
Dienstag, 22. September 2009
Zürich – In einem bemerkenswerten Tierversuch haben Hirnforscher querschnittgelähmten Ratten durch Medikamente, elektrische Impulse und ein mehrwöchiges Training zu Bewegungsmustern der Hinterläufe verholfen, die ein normales Laufen erlaubten. Ob die in Nature Neuroscience (2009; doi: 10.1038/nn.2401) publizierten Ergebnisse für die Rehabilitation von Querschnittsgelähmten genutzt werden kann, erscheint jedoch fraglich.
Seit längerem ist bekannt, dass das Rückenmark nicht nur einfache Reflexe vermittelt, sondern auch komplexe stereotype Bewegungen steuern kann. Programmiert werden diese Bewegungen in sogenannten „central pattern generators“ (CPG), kleinen nervalen Schaltkreisen auf spinaler Ebene. Sie existieren bei Mäusen und Ratten und vermutlich auch beim Menschen.
Bereits in der Vergangenheit war es Forschern bei querschnittsgelähmten Tieren gelungen, durch die Applikation von epiduralen elektrischen Stimuli in Höhe von Lumbal- (L2) oder Sakralwirbeln (S1) rhythmische Bewegungen der Hinterläufe auszulösen.
Ähnliche Automatismen lassen sich auch durch systemische Injektion von Serotonin-Agonisten (in der Studie intraperitoneal oder subkutan) induzieren. Die Tiere konnten jedoch nie ihr eigenes Gewicht tragen.
Erst durch die Kombination beider Methoden konnte die Gruppe um Grégoire Courtine von der Universität Zürich den Versuchstieren zu einem Bewegungsablauf verhelfen, der „dem normalen Gang sehr ähnlich ist“, wie die Forscherin versichert.
Als dritter Faktor ist ein regelmäßiges Training erforderlich, das “plastische” Veränderungen in den CPG induziert. Dies führte in den Experimenten dazu, dass die Ratten nach einer gewissen Übungszeit „sowohl vorwärts, rückwärts und seitwärts gehen konnten.“ Sie konnten sogar rennen und ihr volles Körpergewicht tragen, heißt es in der Studie.
Und dies bei einer kompletten Unterbrechung der auf- und absteigenden Nervenverbindungen zum Gehirn. Die Resultate der Studie zeigen, dass eine Regeneration von verletzten Nervenfasern nicht notwendig ist, um gelähmten Ratten das Gehen zu ermöglichen, erklären die Forscher.
Sie könnten sich vorstellen, dass die Erkenntnisse für die Rehabilitation von rückenmarkverletzten Patienten genutzt werden könnten. Es sei durchaus denkbar, dass „neuroprothetische Hilfsmittel in Kombination mit Medikamenten Rückenmarksverletzungen bei Patienten bis zu einem gewissen Grad überbrücken“.
Wegen der fehlenden Verbindung zum Gehirn unterlägen diese Bewegungsautomatismen jedoch nicht der willkürlichen Steuerung und es ist schwer vorstellbar, dass querschnittsgelähmte Patienten dadurch einen Nutzen im Alltag ziehen würden.
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