Hypothalamische DBS -Therapie verbessert die Wiederherstellung der Bewegungen der unteren Extremitäten nach Rückenmarksverletzung

Forscher des EPFL und des Lausanne University Hospital (CHUV), angeführt von Professoren Grégoire Courtine und Jocelyne Bloch, haben einen großen Meilenstein bei der Behandlung von Rückenmarksverletzungen (SCI) erreicht. Durch die Anwendung einer tiefen Gehirnstimulation (DBS) auf eine unerwartete Region im Gehirn – den lateralen Hypothalamus (LH) – hat das Team die Wiederherstellung der Bewegungen der unteren Extremitäten bei zwei Personen mit Teil -SCI verbessert, was ihre Autonomie und ihr Wohlbefinden erheblich verbessert.

Wolfgang Jäger, ein 54-jähriger aus Kappel, Österreich, ist seit 2006 im Rollstuhl im Rollstuhl. Als er an der klinischen Studie teilnahm, erlebte er aus erster Hand, wie eine tiefe Hirnstimulation seine Mobilität und Unabhängigkeit wiederherstellen konnte. „Letztes Jahr im Urlaub war es kein Problem, ein paar Schritte mit der Stimulation ein paar Schritte hinunter und zurück ins Meer zu gehen“, teilte Jäger mit und beschrieb die neu entdeckte Freiheit, die DBS ihm gegeben hat. Über das Gehen hinaus hat die Therapie die alltäglichen Aufgaben verbessert. „Ich kann auch Dinge in meinen Schränken in der Küche erreichen“, fügte er hinzu.

DBS ist eine etablierte neurochirurgische Technik, bei der Elektroden in bestimmte Hirnregionen implantiert werden, um die neuronale Aktivität zu modulieren. Traditionell wurde DBS verwendet, um Bewegungsstörungen wie Parkinson -Krankheit und wesentliches Zittern zu behandeln, indem Bereiche des Gehirns abzielen, die für die motorische Kontrolle verantwortlich sind. Die Anwendung von DBs auf den lateralen Hypothalamus zur Behandlung einer partiellen Lähmung ist jedoch ein neuer Ansatz. Indem wir sich auf die LH konzentrieren, sind die Forscher bei. Neurorestore tippte einen unerwarteten neuronalen Weg, der zuvor für die motorische Genesung nicht berücksichtigt worden war.

In der Studie veröffentlicht in Naturmedizin, Die DBS zeigten nicht nur unmittelbare Ergebnisse, um das Gehen während der Rehabilitation zu erweitern, sondern die Patienten zeigten auch eine langfristige Verbesserung, die auch bei ausgeschalteten Stimulation bestand. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Behandlung eine Reorganisation von verbleibenden Nervenfasern förderte, die zu anhaltenden neurologischen Verbesserungen beitragen.

Diese Forschung zeigt, dass das Gehirn benötigt wird, um sich von einer Lähmung zu erholen. Überraschenderweise kann das Gehirn die neuronalen Projektionen, die nach einer Rückenmarksverletzung überleben, nicht voll ausnutzen. Hier haben wir festgestellt, wie man eine kleine Region des Gehirns nutzt, von der nicht bekannt war, dass sie an der Herstellung von Gehen beteiligt war, um diese verbleibenden Verbindungen in Einklang zu bringen und die neurologische Genesung bei Menschen mit Rückenmarksverletzungen zu steigern. „

Grégoire Courtine, Professor für Neurowissenschaften an der EPFL, das Lausanne University Hospital (CHUV) und ein Unil und Co-Direktor des Neurorestore Center

Grundlegende Neurowissenschaften in Kombination mit neurochirurgischer Präzision

Der Erfolg dieser DBS -Therapie hing zwei ergänzende Ansätze: Entdeckungen, die durch neue Methoden in Tierstudien und die Übersetzung dieser Entdeckungen in präzise chirurgische Techniken beim Menschen ermöglicht werden. Für die Operation verwendeten die Forscher detaillierte Gehirnscans, um die genauen Orte der kleinen Elektroden in das von Bloch in Chuv durchgeführte Gehirn zu führen, während der Patient vollständig wach war.

„Sobald die Elektrode vorhanden war und wir die Stimulation durchführten, sagte der erste Patient sofort: ‚Ich fühle meine Beine.‘ Als wir die Stimulation erhöhten, sagte sie: „Ich habe den Drang zu gehen!“ Dieses Feedback in Echtzeit bestätigte, dass wir die richtige Region abzielen, auch wenn diese Region in diesem Moment nie mit der Kontrolle der Beine in Verbindung gebracht worden war. „, sagt Bloch, Neurochirurgen und Professor am Lausanne University Hospital (CHUV), UNIL und EPFL sowie Co-Direktor des .neurorestore-Zentrums.

Die Rolle der lateralen Hypothalamus bei der Erholung von Gehen

Die Identifizierung des LH als wichtiger Akteur in der motorischen Erholung nach Lähmung ist an sich eine wichtige wissenschaftliche Entdeckung, da diese Region traditionell nur mit Funktionen wie Erregung und Fütterung in Verbindung gebracht wurde. Dieser Durchbruch entstand aus der Entwicklung einer neuartigen Mehrstuf-Methodik, die mit anatomischer und funktionaler Kartierung des gesamten Gehirns begann, um die Rolle dieser Region beim Gehen zu ermitteln, gefolgt von Experimenten in präklinischen Modellen, um die genauen Schaltkreise zu ermitteln, die an der Erholung beteiligt sind. Letztendlich führten diese Ergebnisse zu klinischen Studien bei menschlichen Teilnehmern.

„Es waren grundlegende Untersuchungen durch die Schaffung detaillierter hirnweiter Karten, die es uns ermöglichten, den lateralen Hypothalamus bei der Wiederherstellung des Gehens zu identifizieren. Ohne diese grundlegende Arbeit hätten wir die unerwartete Rolle, die diese Region bei der Walking-Genesung spielt, nicht aufgedeckt. „sagt Jordan Squair, ein Hauptautor der Studie.

Die fortschrittliche Bildgebungsplattform im WYSS-Zentrum spielte eine entscheidende Rolle in dieser Forschung, indem sie hochauflösende Bildgebungsfunktionen bereitstellte, die es dem Team ermöglichten, die anatomische und funktionelle Aktivität von Neuronen im ganzen Gehirn abzubilden, wodurch die Identifizierung des lateralen Hypothalamus ermöglicht wurde.

Kombination von DBs mit Wirbelsäulenimplantaten für eine verstärkte Genesung

Diese bemerkenswerten Ergebnisse ebnen den Weg für neue therapeutische Anwendungen, um die Genesung von SCI zu steigern. Zukünftige Forschungen werden die Integration von DBs in andere Technologien untersuchen, wie z. B. Wirbelsäulenimplantate, die bereits ihr Potenzial zur Wiederherstellung der Bewegung nach dem SCI gezeigt haben. „Die Integration unserer beiden Ansätze – Gehirn- und Wirbelsäulenstimulation – bietet Patienten mit Rückenmarksverletzungen eine umfassendere Erholungsstrategie“, sagt Courtine.

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