Ratten mit einer Rückenmarkverletzung können wieder gehen, rennen und sogar Treppen steigen - und zwar willentlich. Von diesem Fortschritt berichtet ein Team um den Neurologen Grégoire Courtine von der ETH Lausanne am Freitag im Fachblatt «Science».

Die Resultate zeigen laut Courtine, dass auch bei schweren Schädigungen Nervenzellen wachsen können und eine Erholung möglich ist. Doch dazu muss das Rückenmark zunächst «angeregt» werden. Dabei machen sich die Forschenden zunutze, dass das Rückenmark Schaltkreise besitzt, die auch ohne Input vom Gehirn rhythmische Bewegungen erzeugen können.

Das «Rückenmark-Gehirn» aktiviert

Schon in einer früheren Studie von 2009 - damals noch an der Universität Zürich - konnten die Wissenschaftler mit der Methode gelähmte Ratten wieder zum Laufen und Springen bringen. Dazu injizierten sie Substanzen ins Rückenmark, welche die Rückenmarknerven darauf vorbereiten, Bewegungen zu koordinieren.

Kurz darauf stimulierten sie das Rückenmark mit implantierten Elektroden. Beides zusammen - chemische und elektrische Signale - werden für Gehbewegungen benötigt. «Diese elektro-chemische Neuroprothese ersetzt den fehlenden Signal-Input vom Gehirn», sagte Courtine zur Nachrichtenagentur sda.

Dann müsse nur noch eine Bewegung ausgelöst werden, erklärt Erstautorin Rubia van den Brand von der Universität Zürich in einer Mitteilung der Hochschule. Dies geschieht mit einem Laufband- Training.

Dieses fand damals auf einem automatischen Laufband statt, das die Gehbewegungen anregte. Da die Verbindung zum Gehirn jedoch nach wie vor unterbrochen blieb, waren diese Bewegungen vollständig unwillkürlich, erklärt Courtine.

Willentliche Bewegungen dank Spezial-Training

In der aktuellen Studie berichten die Forscher nun von zwei entscheidenden neuen Erfolgen: Erstens gelang es ihnen laut Courtine mit einem «super-optimierten» Training, die Ratten zu willentlichen Bewegungen anzuregen.

Dazu zogen sie den Ratten ein Roboter gesteuertes Laufgeschirr an, das die Ratten nur stützte, wenn sie strauchelten. So konnten die Tiere zweibeinig vorwärts laufen. Dies gab den Ratten den Eindruck, ein funktionierendes Rückenmark zu haben, was sie ermutigte, auf ein Stück Schokolade als Belohnung zuzulaufen.

Aus Gelähmten werden Athleten

Nach einigen Wochen Training konnten die Ratten nicht nur laufen, sondern auch Hindernisse überwinden, Treppen steigen und sprinten. «Wir sprechen von 100 Prozent Erholung der willentlichen Bewegung», freut sich Courtine. «Aus gelähmten Ratten sind Athleten geworden.»

Zweitens konnten die Forschenden nachweisen, dass dabei zahlreiche neue Nervenzellen entstanden. «Es war unglaublich», sagt Courtine. «Im ganzen Nervensystem begannen Neuronen zu wachsen.» Die Nerven wuchsen um die verletzte Stelle herum, und auch in der Gehirnrinde massen die Wissenschaftler einen 400-prozentigen Zuwachs der Nervenfasern.

Schlussendlich war das Signal stark genug, um eine Bewegung auf dem Boden auch ohne Laufband auszulösen. Die Ratten liefen auf die Schokolade zu und trugen dabei ihr gesamtes Gewicht mit ihren Hinterbeinen.

Tests am Menschen in ein bis zwei Jahren

Im Prinzip könnte diese Methode auch bei Menschen wirken, deren Rückenmark nicht vollständig durchgetrennt ist, die aber zu schwach sind zum laufen. «Bei noch schwereren Verletzungen wären keine bedeutsamen Verbesserungen zu erwarten», sagt Courtine. Doch bei jenen 50 Prozent der Querschnittgelähmten, die schon jetzt von Rehabilitation profitieren, könnte die Erholung noch gesteigert werden.

Ein klinischer Versuch mit implantierten Elektroden und Lauftraining, der mit gelähmten Patienten an der Universitätsklinik Balgrist in Zürich stattfinden wird, sei in Vorbereitung, sagt Courtine. Er werde voraussichtlich in ein bis zwei Jahren beginnen.