Ian Burkhart, ein junger Amerikaner, kann heute, sechs Jahre nach einem Schwimmunfall, seit dem er von der Brust abwärts gelähmt ist, dank eines in seinem Gehirn implantierten Chips wieder komplexe Bewegungen mit seiner rechten Hand ausführen. Die Wissenschaftler berichten in ihrer in Nature veröffentlichten Studie, dass er Gegenstände greifen und seinen Kaffee umrühren kann. Wie war dieser vielversprechende Erfolg möglich?

Ian Burkhart studierte noch, als er sich bei einem Kopfsprung in ein flaches Gewässer den Nacken brach. Er war zum Zeitpunkt des Unfalls, seit dem er querschnittsgelähmt ist, 18 Jahre alt. Als das Team von Chad E. Bouton am Feinstein Institute for Medical Research in den USA ihm vorschlug, an einer Studie zur Wiederherstellung der verlorenen motorischen Funktionen teilzunehmen, zögerte der junge Mann keine Sekunde. Im April 2014 (zwei Jahre nach dem Unfall) implantierten ihm Neurochirurgen einen Chip (der kleiner als eine Erbse ist) im Motorcortex des Gehirns. Dieser Chip ist mit 96 winzigen Elektroden ausgestattet, die die von den Neuronen gesendeten elektrischen Signale erfassen. Diese werden anschließend von einem Computer decodiert (über ein Kabel, das mit dem Hinterkopf von Ian Burkhart verbunden ist). Die Daten werden dann (in weniger als einer zehntel Sekunde) über ein Elektrodenband am Handgelenk an die gelähmten Muskeln übertragen. Der junge Mann muss nun einfach an die Bewegungen denken, die er ausführen möchte, um seine Muskeln zu aktivieren. Dieses System namens Neurolife wurde vom Batelle-Institut (Ohio, USA) in Zusammenarbeit mit der Universität von Ohio entwickelt.

Nur zwei Monate nach der Implantierung des Chips konnte Ian Burkhart seine Hand öffnen und schließen, indem er einfach an die Bewegungen dachte. Es brauchte jedoch fünfzehn Monate harten Trainings (mit drei Sitzungen pro Woche), bis er die vom Gehirn gesendeten Informationen kontrollieren und seine verkümmerten Muskeln wiederbeleben konnte. Heute kann er Finger, Hand, Handgelenk und Arm bewegen und auf diese Weise beispielsweise ein Telefon halten, sich ein Glas Wasser eingießen oder Guitar Heroes (ein Videospiel) spielen.

„Wir konnten zum ersten Mal nachweisen, dass eine querschnittsgelähmte Person ihre motorischen Fähigkeiten und ihre Handbewegungen verbessern kann“, gab Forschungsleiter C. E. Bouton auf einer Pressekonferenz bekannt. Dieser Erfolg zeigt, dass der Ansatz der Derivation, bei dem die Verbindung zwischen Gehirn und Muskeln ohne den Weg über das Rückenmark wiederhergestellt wird, stärkere Aufmerksamkeit verdient. Insbesondere soll auf komplexe Bewegungen hingearbeitet werden, um gelähmten Personen die Kontrolle über ihren Körper zurückzugeben. Die Forscher arbeiten zudem an einem drahtlosen System, um die Gedanken der Patienten ohne die heute noch nötigen Kabel an den Computer zu senden. Dadurch ließe sich die Eigenständigkeit der Patienten enorm steigern, die das System dann zu Hause und unterwegs und nicht nur im Krankenhaus nutzen könnten.

In einigen Monaten werden nach weiteren klinischen Versuchen vier weitere Patienten von der Neurolife-Technologie profitieren.