Een video van een Parkinson-patiënt ging begin november viral. Te zien was hoe Marc, 62 jaar, dankzij een neuraal implantaat, weer bijna normaal kon lopen.
Een paar maanden eerder was in een andere video te zien hoe een man die door een ongeluk verlamd was geraakt, zijn benen weer kon bewegen door alleen zijn gedachten te gebruiken. Het geheim in beide gevallen is een systeem van flexibele elektroden die direct op de ruggenmerg van de patiënten zijn geïmplanteerd. Deze implantaten, die deels zijn ontwikkeld door het technologie-instituut EFPL, sturen hersensignalen door het gewonde gebied naar de ledematen van de patiënt.
Waarom je dit moet weten
Lopen en dingen vastpakken is voor veel mensen vanzelfsprekend, maar niet voor iedereen. Gelukkig kunnen nieuwe technologieën verlamde patiënten helpen.
Hoe het werkt
Grégoire Courtine begon met het bestuderen van de hersensignalen die ons in staat stellen om te lopen als onderdeel van zijn proefschrift in 2003. Hij is hoogleraar neurowetenschappen aan de EPFL, CHUV en UNIL. Vervolgens deed hij jarenlang uitgebreid onderzoek om te beschrijven welke soorten elektrische signalen door het ruggenmerg worden gestuurd en hoe ze zijn gerangschikt. In 2012 leidden Courtine’s ontdekkingen tot een verbazingwekkende prestatie: een protocol waardoor verlamde ratten weer konden lopen. Deze doorbraak, gepubliceerd in Science datzelfde jaar, was een springplank voor Courtine en zijn team. “De eerste stap in ons onderzoek was het verkrijgen van een diepgaand begrip van de fysiologische mechanismen achter het lopen,” zegt hij. “Pas daarna begonnen we met het ontwikkelen van elektrostimulatieprocedures die de signalen konden nabootsen die door de hersenen werden verzonden.”
Courtines succes is ook te danken aan de experts met wie hij samenwerkt. Een van hen is Stéphanie Lacour, een collega-professor aan de EPFL die gespecialiseerd is in flexibele implantaten. Deze implantaten worden direct op de dura mater geplaatst om hersensignalen te simuleren die niet op natuurlijke wijze kunnen worden doorgegeven vanwege een dwarslaesie. Het implanteren van de elektroden werd uitgevoerd door Jocelyne Bloch, een neurochirurg in het Universitair Ziekenhuis van Lausanne (CHUV).
Hele reeks aandoeningen
Een “brug” tussen de hersenen en de ledematen zou nuttig kunnen zijn voor de behandeling van een hele reeks aandoeningen, niet alleen ruggenmergletsels. Mensen met de ziekte van Parkinson hebben bijvoorbeeld ook problemen met hun motoriek. En mensen die lijden aan multiple system atrophy (MSA) – waarbij gevaarlijke bloeddrukdalingen ervoor zorgen dat patiënten vaak bedlegerig zijn – kunnen baat hebben bij gerichte ruggenmergstimulatie om de normale bloeddruk te herstellen. “Wat zo geweldig is aan ons werk, is dat het kan worden toegepast op een breed scala aan pathologieën en neurologische aandoeningen,” zegt Courtine.
Zijn onderzoeksteam maakt gebruik van de nieuwste technologie. Ze gebruikten bijvoorbeeld kunstmatige intelligentie om de hersensignalen die nodig zijn om de juiste bewegingen in de ledematen van een patiënt op te wekken, te interpreteren en vervolgens na te bootsen.
Het ruggenmerg
Courtine en Bloch staan samen aan het hoofd van het NeuroRestore centrum dat gevestigd is aan de EPFL en de CHUV. Hun onderzoek daar gaat verder dan het ontwikkelen van implantaten. Ze onderzoeken ook hoe zenuwvezels kunnen worden geregenereerd bij ruggenmergletsels door een combinatie van gentherapieën en revalidatieprocedures waarbij mogelijk neurale prothesen worden gebruikt. “Wij geloven dat artsen in de toekomst in staat zullen zijn om ruggenmergletsels volledig te behandelen door twee parallelle benaderingen toe te passen – een biologische benadering om de hergroei van zenuwvezels te stimuleren en een neuroprothetische benadering waarbij onze implantaten de effectieve communicatie herstellen tussen de hersenen en de neuronen die de motorische functie controleren”, zei Courtine in september in een commentaar op een recent gepubliceerd onderzoek in Science, waar hij medeauteur van was en dat een strategie beschrijft voor de hergroei van zenuwvezels in muizen.
Hoewel de resultaten van Courtine en zijn team opmerkelijk zijn, hebben ze tot nu toe slechts een klein aantal patiënten geholpen die deelnemen aan klinische onderzoeken. Maar de wetenschappers hebben de lat hoog gelegd. Dankzij het werk dat ze doen via zowel .NeuroRestore als hun startup Onward Medical, zullen deze doorbraken waarschijnlijk slechts de eerste stappen zijn in de ontwikkeling van benaderingen die het leven van velen zullen verbeteren.
Financiering en prijzen
ONWARD Medical N.V heeft een tweede subsidie ontvangen van de European Innovation Council (EIC) ter ondersteuning van de verbetering van de Brain-Computer Interface (BCI) technologie voor mensen met een dwarslaesie. In 2016 won Onward Medical NV, toen bekend als G-Therapeutics, de Innovation Origins Gerard & Anton Award.
