Überwindung von Muskelkrämpfen, damit Paraplegiker wieder gehen können
Jüngste Studien zeigen, dass die elektrische Stimulation des Rückenmarks eine vielversprechende Strategie ist, um das Gehen nach einer Rückenmarksverletzung wieder zu erlernen. Bei Patienten, die unter Muskelkrämpfen leiden, haben die Stimulationsprotokolle jedoch nur eine begrenzte Wirkung, da die unwillkürliche Muskelsteifheit im Zusammenhang mit der Spastik unvorhersehbar ist. Fast 70 % der Patienten mit Rückenmarksverletzungen leiden unter Muskelspastik
Nun haben Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der EPFL, der Università San Raffaele und der Scuola Sant'Anna einen vielversprechenden Weg gefunden, um die Muskelspastik bei Patienten mit inkompletten Rückenmarksverletzungen anzugehen und zu reduzieren. Dabei wird das Rückenmark mit hochfrequenter elektrischer Stimulation stimuliert, die die abnormen Muskelkontraktionen blockiert. Diese Hochfrequenzbehandlung ermöglicht Patienten mit Spastizität den Zugang zu Rehabilitationsprotokollen, die ihnen zuvor nicht zugänglich waren, und das mit sehr guten klinischen Ergebnissen. Die Ergebnisse werden heute in Science Translational Medicine veröffentlicht.
«Wir haben festgestellt, dass die hochfrequente elektrische Stimulation des Rückenmarks in Verbindung mit der üblichen kontinuierlichen, niederfrequenten Stimulation der Wirbelsäule während der Rehabilitation nach einer Rückenmarksverletzung wirksam ist, indem sie die Muskelsteifheit und die Spasmen bei gelähmten Patienten überwindet und die Patienten bei der Fortbewegung wirksam unterstützt», erklärt Silvestro Micera, Professor am Neuro X Institute der EPFL und der Scuola Sant'Anna.
«Es handelt sich um ein sicheres und wirksames chirurgisches Verfahren, das eine neue Perspektive für die Behandlung von Patienten mit schweren Rückenmarksschädigungen bietet. Wir planen, die Indikationen auf verschiedene klinische Bedingungen auszudehnen, die wir in den nächsten Monaten definieren werden. Wir sind den Patienten, die uns vertraut haben, sehr dankbar», sagt Pietro Mortini, Leiter der Abteilung für Neurochirurgie und stereotaktische Radiochirurgie am IRCCS Ospedale San Raffaele (Mailand) und ordentlicher Professor für Neurochirurgie an der Universität Vita-Salute San Raffaele.
Die elektrische Stimulation des Rückenmarks ist ein indirekter Weg, um die motorischen Neuronen zu erreichen, die die Muskeln bewegen. Das liegt daran, dass die Rückseite des Rückenmarks sensorische Neuronen enthält, die wiederum mit den motorischen Neuronen kommunizieren. Es ist bekannt, dass bei Muskelspastizität die sensorisch-motorischen Schaltkreise der Wirbelsäule überreagieren. Tatsächlich reagiert das Rückenmark von Natur aus übermässig auf Reize, was gut ist, da es zu schnellen Reflexen führt. Normalerweise wird diese Überreaktivität durch das Gehirn ausgeglichen, das die motorischen Schaltkreise hemmt. Bei einer Rückenmarksverletzung verliert der Patient die Kommunikation mit dem Gehirn und diese Hemmungsmechanismen. Durch indirekte Stimulierung der motorischen Schaltkreise hat das Forschungsteam herausgefunden, dass die Hochfrequenzstimulation des Rückenmarks eine künstliche und sichere Methode ist, um diese Überreaktivität zu hemmen, ohne bei den Patienten Unbehagen zu verursachen.
Im Rahmen der klinischen Studie am Krankenhaus San Raffaele, die von Mortini und Micera koordiniert wurde, schlug Simone Romeni, Erstautor der Studie und Forscher an der EPFL und der Università San Raffaele, vor, die Hochfrequenzstimulation in Anlehnung an frühere Arbeiten über Hochfrequenz-Kilohertz-Blöcke der motorischen Schaltkreise durch Stimulation peripherer Nerven durchzuführen.
«Zum jetzigen Zeitpunkt können wir nur spekulieren, dass die Hochfrequenzstimulation wie eine Kilohertz-Blockade wirkt, die Muskelspastizität verhindert», sagt Micera.
«Die klinischen Daten der beiden Patienten deuten auf den Nutzen einer Hochfrequenzstimulation zur Verringerung von Muskelsteifheit und Spasmen bei Lähmungen hin. Weitere Experimente werden notwendig sein, um das Potenzial dieses Ansatzes zu bestätigen», schliesst Mortini.
