Elk jaar raken miljoenen mensen verlamd door een ongeval, beroerte of ziekte. Vaak keert de beweeglijkheid van de ledematen na enige tijd terug. Maar afhankelijk van het soort beschadiging van de zenuwen is de verlamming blijvend. Onderzoekers van het Bioelectronics Lab van de Universiteit van Cambridge hebben implantaten ontwikkeld die deze zenuwbeschadiging met een draadloze verbinding kan overbruggen en de verlamming zo opheffen.
Als je je arm wilt optillen, sturen normaal gesproken je hersenen een elektrisch signaal via het ruggenmerg naar de zenuw die de schouderspier regelt. Er gaat een stroompje lopen, de spier trekt samen en je arm gaat omhoog. Als door een ernstige beschadiging de zenuw de informatie niet meer kan doorgeven, heeft de betrokkene geen controle meer over de arm.
“Zenuwen zijn de ‘draden’ die informatie van en naar onze hersenen vervoeren, waardoor we spieren op commando kunnen bewegen en zintuiglijke informatie over onze omgeving kunnen ontvangen,” vertelt George Malliaras, van het Bioelectronics Lab in het Department of Engineering in Cambridge. Hij leidt een project dat werd opgezet door de medicus Alejandro Carnicer-Lombarte om mensen te helpen die zenuwletsels hebben opgelopen. Het doel is implantaten te creëren die beschadigde zenuwen overbruggen.
Draadloze koptelefoons
Tot dusver heeft het team twee “neuroprothesen” ontwikkeld. De ene kan elektrische patronen uit de hersenen lezen. De andere kan een elektrische prikkel in de beoogde spiergroep tot stand brengen. De apparaten werken via een draadloze verbinding. Zo slagen de wetenschappers erin de blokkade door een beschadigde zenuw te overbruggen. “Net zoals draadloze koptelefoons de oude bedrade koptelefoons overbodig hebben gemaakt, is het ons doel om spieren draadloos te maken door elektrische signalen van de hersenen te onderscheppen voordat ze de beschadigde zenuw binnendringen. We sturen ze vervolgens via radiogolven rechtstreeks naar de doelspieren”, legt Sam Hilton uit, een onderzoeksmedewerker in Malliaras’ team.
De techniek heeft al gewerkt in computersimulaties en op in het lab gekweekte cellen. Vervolgens wordt het nu op levende ratten getest op veiligheid en mogelijke verbeteringen. “Gezien de nieuwigheid van de hulpmiddelen hebben wij de morele en ethische verantwoordelijkheid om ervoor te zorgen dat de procedure veilig is voordat zij op mensen wordt toegepast,” aldus Hilton. “Er is er geen substituut voor deze zeer complexe en onderling verbonden systemen van het levende lichaam. We moeten het wel testen op dieren.”
Hersenpatroon
Deze tests moeten duidelijk maken in hoeverre het ontwerp, het implantatieprotocol of de instellingen kunnen worden verbeterd. In de laatste fase van de validering wordt bij een rat geprobeerd een verlamd ledemaat zo te herstellen, aldus de onderzoekers. Het team wil met het apparaat het hersenpatroon detecteren dat geassocieerd is met de grijpbeweging van de rat. Om dit te doen, krijgt de rat een suikerkorrel aangeboden die hij moet pakken. De overeenkomstige elektrische signalen worden geregistreerd. Het apparaat moet zo in staat zijn uitsluitend op basis van de hersenactiviteit te begrijpen dat de rat met zijn pootje iets wil pakken.
Deze ontwikkeling heeft de potentie, aldus de wetenschappers, “om de mobiliteit van patiënten met ernstige zenuwschade te verbeteren of te herstellen en zo hun levenskwaliteit te verbeteren en onze gezondheidsdiensten te ontlasten”.
Ook interessant: Blinden kunnen mogelijk straks weer zien dankzij een hersenimplantaat
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
