Zwitserse onderzoekers hebben drie patiënten die al meer dan vier jaar verlamd waren weer zelfstandig laten lopen. Dit deden ze door hun ruggenmerg te stimuleren met elektrische pulsen. Het resultaat is gepubliceerd in Nature.

Schade aan het ruggenmerg door een ongeluk of ziekte kan zenuwverbindingen verbreken en de communicatie tussen de hersenen en de rest van het lichaam ernstig verstoren. Dit kan er voor zorgen dat je minder controle hebt over bepaalde lichaamsdelen of zelfs gedeeltelijk verlamd bent en in een rolstoel terechtkomt.

Al eeuwenlang denken artsen dat herstel alleen mogelijk is in de eerste zes maanden na het oplopen van hersenletsel. Deze pessimistische wijsheid kan de prullenbak in, bewijst dit onderzoek. De drie patiënten, die na een uitvoerig traject van elektrische ruggenmergstimulatie en fysiotherapie weer kunnen lopen, waren al vier jaar verlamd.

Serveer vleesvervangers niet af omdat ze ‘ultrabewerkt’ zijn
LEES OOK

Serveer vleesvervangers niet af omdat ze ‘ultrabewerkt’ zijn

Zorgen over in fabrieken gemaakt voedsel, en over vleesvervangers in het bijzonder, zijn misplaatst, zegt bioloog Jenny Chapman.

Stapje voor stapje leerden de patiënten weer lopen.
Bron: Jean-Baptiste Mignardot

Draadloze hersenen

Om het ruggenmerg elektrisch te kunnen stimuleren, is een hele nauwkeurige operatie nodig. Een chirurg implanteert een reeks elektroden in het gebied van het ruggenmerg dat de benen aanstuurt. Hierna kan een computer deze elektroden draadloos aansturen om de benen te bewegen, net zoals de hersenen dat normaal via de zenuwen zouden doen. Maar dat laatste is nog niet zo eenvoudig.

Elektroden stimuleren het ruggenmerg. Bron: EPFL

Elektrische stimulatie van het ruggenmerg wordt al dertig jaar onderzocht, zonder grote successen. De onderzoekers ontdekten nu waarom de eerdere stimulatiepogingen niet effectief waren. De gangbare methode was om continu een signaal uit te zenden naar de benen met wat ze moesten doen. Door al dit eenrichtingsverkeer was er geen ruimte meer over voor een antwoord: terugkoppeling over waar de benen zich bevonden. Die terugkoppeling bleek essentieel om een succesvolle loopbeweging te maken.

Slimme stimulatie

De onderzoekers voerden in hun nieuwe experiment de stimulatie niet continu uit, maar in een reeks kleine pakketjes met een pauze ertussen. Dit bleek een schot in de roos te zijn. Met behulp van computermodellen bepaalden de onderzoekers welke spiergroepen op welk moment via de motorneuronen aangestuurd moesten worden. Vervolgens stuurden ze via een draadloos signaal deze pulsjes naar de patiënten, waardoor deze stapje voor stapje weer leerden lopen.

Een kijkje in de keuken: het lab waar de patiënten leerden lopen.

De patiënten begonnen op de tredmolen, maar al na een paar dagen konden ze een rondje lopen op ingewikkelder terrein. Met enige ondersteuning waren ze in staat om hun passen aan te passen aan de omgeving. En dat is nog niet alles: uiteindelijk kregen de patiënten zelfs controle terug over hun ledematen zonder dat er stimulatie plaatsvond. Dit wijst erop dat zenuwverbindingen in het gebied van het letsel teruggroeiden door de behandeling.

Kijk, zonder handen!

‘Het moment dat ik voor het eerst handsfree op de tredmolen kon lopen was bizar,’ zegt de 28-jarige David Mzee, één van de deelnemende patiënten. In dit hartverwarmende filmpje zie je hoe hij de eerste drie stappen zet zonder stimulatie én zonder handen.

Een andere patiënt is de 35-jarige Nederlander Gert-Jan Oskam, die in 2011 bij een verkeersongeluk in China verlamd raakte. ‘De artsen zeiden me dat ik nooit meer zou kunnen lopen’, zegt hij in een persverklaring. ‘Nu kan ik korte afstanden lopen met elektrische stimulatie en krukken, en zelfs zonder elektrische stimulatie. Mijn spierkracht is aanzienlijk verbeterd.’

Na het volledige behandeltraject, variërend van 5 tot 21 maanden, waren twee van de drie patiënten in staat om zelfstandig te lopen, ook zonder stimulatie. Met behulp van stimulatie ging dit echter nog wel een stuk soepeler. De derde patiënt, de 47-jarige Zwitser Sebastian Tobler, had de stimulatie nog wel nodig om te lopen. Daarom ontwikkelden de onderzoekers een horloge dat stimulatie op commando aan en uit kan zetten, zodat alle patiënten waar en wanneer ze maar willen een wandelingetje kunnen maken. Tobler verplaatst zich buiten het lab nog voornamelijk op een speciale driewieler die hij zowel met zijn armen als met zijn benen voortbeweegt, omdat zijn spierkracht eerst vergroot moet worden voordat hij langere tijd achtereen kan lopen.

Een grote stap voorwaarts

‘Het feit dat controle over de beweging ook na stimulering wordt gehandhaafd suggereert dat deze stimulatie in combinatie met revalidatie werkelijk helpt om het zenuwstelsel rondom het letsel te genezen,’ zegt Chet Moritz van de University of Washington, expert op het gebied van behandelingen voor verlamming. Een pas op de plaats is echter wel nodig. ‘Er zijn onderzoeken vereist met meer verschillende patiënten om de beste aanpak te bepalen voor alle soorten ruggenmergletsel.’

Een kleine stap voor David, maar een grote sprong voor de mensheid.
Bron: Jean-Baptiste Mignardot

Maar bovenal geeft dit onderzoek hoop. ‘Dankzij het harde werk en vele kleine stapjes van dappere en toegewijde deelnemers in het laboratorium, zijn we klaar om een gigantische stap voorwaarts te maken in de behandeling van wat tot voorkort werd beschouwd als ongeneeslijke verlamming.’

LEESTIP Lees over de beroemdste patiënten en operaties uit de geschiedenis van de chirurgie in Onder het mes. Bestel in onze webshop.
Titelafbeelding: Na meer dan vier jaar verlamd te geweest, kan David weer zelfstandig lopen. Bron: Hillary Sanctuary (EPFL).
Filmpje: EPFL