Am MIT werden die Prothesen der Zukunft und ein künstliches Rückenmark entwickelt

Wenn die Wirbelsäule so schwer verletzt wird, dass das Rückenmark durchtrennt wird, hat das gravierende Folgen. Die Nerven unterhalb der Bruchstelle können dann nicht mehr mit dem Gehirn kommunizieren – die Folge ist der Ausfall der motorischen und sensorischen Funktionen in den nicht mehr enervierten Bereichen. Man spricht von einer Querschnittslähmung. Je nachdem, auf welcher Höhe das Rückenmark durchtrennt wurde, können die Betroffenen noch bestimmte Körperteile bewegen. In manchen Fällen sind nur die Beine bzw. der Unterleib betroffen, in extremen Fällen sind die Betroffenen vom Hals an abwärts gelähmt. Der Prothesen- und Bionik-Experte Hugh Herr vom MIT möchte querschnittsgelähmten Patienten helfen: Er hat ein Projekt ins Leben gerufen, dessen Ziel die Entwicklung einer künstlichen Wirbelsäule ist.

Herkömmliche Prothesen wie diese sollen bald der Vergangenheit angehören.

Der Herr der Prothesen

Hugh Herr gilt als einer der führenden Experten in Sachen Prothesen und Bionik. 1982 verlor der Ingenieur und Biophysiker beide Beine nach einem Kletterunfall. Nach weniger als einem Jahr kletterte Herr wieder – mit Hilfe von Prothesen, die er selber modifiziert hatte. Seitdem hat er sich dem Bereich Bionik und Biomechatronik verschrieben. Herr ist Direktor des Center for Extreme Bionics am MIT, das seit seiner Gründung 2014 daran arbeitet, diverse Behinderungen mit Hilfe von fortgeschrittener Bionik zu behandeln. Nun hat Herr ein besonders ambitioniertes Projekt ins Leben gerufen: Mit einem Budget von 100 Millionen Dollar will er in den nächsten Jahren ein digitales Nervensystem entwickeln, das die Aufgaben des Rückenmarks übernehmen kann.

Von Prothesen zum digitalen Nervensystem

Die Prothesentechnik ist in den letzten Jahren immer weiter fortgeschritten. Prothesen können Patienten teilweise die Funktionen verlorener Gliedmaßen ersetzen und inzwischen sogar sensorische Reize verarbeiten. Herr und seine Kollegen wollen bestehende Prothesen mit fortgeschrittenen neuralen Implantaten kombinieren und so maßgeblich verbessern. Die Prothesen könnten so besser auf die Nerven und Muskeln der Patienten reagieren und kämen so deutlich näher an tatsächliche, biologische Gliedmaßen.

Aber das ist nur ein Zwischenziel. Langfristig wollen die Forscher ein digitales Nervensystem ersetzen, das auf Optogenetik basiert. Dabei handelt es sich um eine Technik, bei der Licht genutzt wird, um Zellfunktionen zu kontrollieren. Das System soll in der Lage sein, das Rückenmark eines Patienten teilweise oder sogar ganz zu ersetzen. Das künstliche Rückenmark soll dabei wie sein natürliches Vorbild mit dem Gehirn kommunizieren können und könnte dabei helfen, Querschnittsgelähmten ihre motorischen und sensorischen Fähigkeiten wiederzugeben.

Eine Welt ohne körperliche Behinderungen

Daneben arbeiten Hugh und sein Team an künstlichen Implantaten und Prothesen, die so gut wie noch nie in den Körper integriert werden können. Die neue Technologie soll direkt in Knochen und Muskeln integriert werden können, mit direktem Draht zum zentralen Nervensystem und von der Körperwärme mit Energie versorgt.

Die Weltgesundheitsorganisation schätzt, das weltweit auf eine Millionen Menschen etwa 40 bis 80 Fälle von Querschnittslähmungen kommen. Sollte Hugh Herr mit seinem Projekt Erfolg haben, wäre er einen Schritt weiter an seinem Traum von einer Welt ohne Behinderungen.

via Wired