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Einzigartiger Planet

Er bringt Querschnitt­gelähmten das Gehen bei

Sie haben die Kontrolle über ihren Körper verloren – doch der Neuro­wissenschaftler Grégoire Courtine gibt sie seinen querschnitts­gelähmten Patienten zurück, mit bahn­brechender neuer Technologie. Dafür bekam er den Rolex Preis für Unternehmungsgeist.
Veröffentlicht: Februar 2020Lesezeit: 4 min 43 s

Der Schauspieler Christopher Reeve, schrieb die New York Times, „war Superman schon vor Superman“ – groß, stark, gut aussehend, sportlich, ideal für die Rolle, die ihn weltberühmt machte in vier Superman-Filmen. 1995 nahm Reeve an einem Reitturnier in Culpeper, Virginia teil. Er stürzte schwer und war fortan vom Hals abwärts gelähmt.

Reeve nahm den Kampf gegen seine Lähmung auf, ließ sich behandeln, trainierte unablässig, gründete eine Stiftung, unterstützte die Forschung. „Man muss handeln und für sich selbst einstehen – auch wenn man im Rollstuhl sitzt“, sagte Reeve.

Ein Schlüsselmoment für den Forscher
Der Mann, der Superman war, starb 2004. Wenige Monate vor seinem Tod sprach er mit einigen Wissenschaftlern, die für seine Stiftung arbeiteten, darunter ein junger Franzose. Grégoire Courtine erinnert sich: „Ich werde seine Worte nie vergessen. Er sagte zu uns: ‚Wenn ihr morgen aus dem Labor kommt, möchte ich, dass ihr ins Reha-Center geht. Schaut euch dort die Patienten an. Schaut zu, wie sie um jeden kleinen Schritt kämpfen. Wie sie sich abmühen, überhaupt aufrecht stehen zu bleiben. Und dann überlegt euch auf dem Heimweg, was ihr morgen an eurer Forschung ändern könnt, um das Leben dieser Menschen leichter zu machen. Denkt pragmatisch!‘“

Es war ein Schlüsselmoment für Courtine, 44, der zunächst Mathematik und Physik studiert hatte und sich dann für Experimentelle Medizin entschied. Er folgte dem Rat von Christopher Reeve. Heute forscht Professor Courtine in der Schweiz, an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL). Er bringt querschnitts­gelähmten Menschen, die als hoffnungslose Fälle galten, mit Technologie das Gehen neu bei. Courtine hat eine „elektronische Brücke“ entwickelt, die bei Querschnitt­gelähmten Signale des Gehirns an die motorischen Nerven des unteren Rückenmarks weiterleitet. Die Resultate der Behandlung sind bemerkenswert. Dafür wurde Courtine mit dem Rolex Preis für Unternehmungsgeist ausgezeichnet.

Der Preis für außergewöhnliche Frauen und Männer
Die alle zwei Jahre vergebenen Rolex Preise für Unternehmungsgeist sind Teil der 2019 ins Leben gerufenen Kampagne „Perpetual Planet“. Die Schweizer Luxusuhren­manufaktur unterstützt seit mehr als vier Jahrzehnten laufende oder visionäre neue Projekte, die dem Wohl der Menschheit und/oder des Planeten dienen.

Anlässlich des 50-jährigen Jubiläums der Rolex Oyster, der ersten wasserdichten Armbanduhr der Welt, wurde der Preis 1976 ins Leben gerufen. Wie die Rolex Oyster stehen auch die Preise und vor allem die Preisträger für die Werte, die Rolex seit seiner Gründung 1905 durch Hans Wilsdorf ausmachen: Qualität, Erfindungsgabe, Entschlossenheit und ganz besonders Unternehmungs­geist.

Der Durchbruch kam mit einem neuen Ansatz
150 Frauen und Männer wurden ausgezeichnet, seit die Preise erstmalig vergeben wurden. Preisträgerinnen und Preisträger erhalten Unterstützung für die Weiterführung ihrer Projekte sowie Zugang zum Rolex Netzwerk.

Der Wissenschaftler Courtine ist auch Bergsteiger und Extremsportler. „Bewegung war schon immer wichtig für mich.“ In Zürich arbeitete er in jungen Jahren mit einem gelähmten Patienten, der ihm selbst ähnlich war: „Ich konnte mich gut in ihn hineinversetzen – er war etwa so alt wie ich und trieb ebenfalls viel Sport. Es war herz­zerreißend zu sehen, dass er eine Fähigkeit verloren hatte, die auch in meinem Leben so wichtig ist.“

Anders als viele seiner Forscher­kollegen konzentrierte sich Courtine bei seinen querschnitts­gelähmten Patienten nicht auf die Rückenmarks­verletzung selbst, sondern nahm sich einen unterhalb der Verletzung liegenden Bereich vor: ein Areal in der Lenden­wirbelsäule, das bei vielen Patienten nach wie vor intakt ist und wie eine Art zweite Steuerzentrale für die Beine funktioniert, einigermaßen unabhängig von der Verbindung, die das Rückenmark zum Gehirn unterhält.

Die Datenleitung zum Gehirn ist unterbrochen
Genau diese wichtige Datenleitung ist ganz oder teilweise unterbrochen, wenn durch einen Unfall, eine Infektion oder einen Tumor das Rückenmark beschädigt wird. Wenn es die obere oder mittlere Halswirbelsäule getroffen hat, sind die Patienten vom Hals abwärts gelähmt. Weil Arme und Beine nicht mehr bewegt werden können, also alle vier Extremitäten, spricht man von Tetraplegie (aus dem Altgriechischen: „tetra“ bedeutet vier, „plēgḗ“ Schlag oder Lähmung).

Liegt die Schädigung unterhalb des siebten Halswirbels in der unteren Halswirbelsäule, können in der Regel die Beine nicht mehr bewegt werden – Paraplegie. Courtines Patienten sind Paraplegiker, sie haben keine Kontrolle mehr über ihre Beine und können nicht mehr selbstständig gehen – jedenfalls zunächst nicht.

Was daran liegt, dass der neuronale Informationskanal in der Wirbelsäule nicht mehr funktioniert. Sensorische Botschaften aus dem Körper gelangen nicht mehr ins Gehirn. Die Füße fühlen sich daher taub an. Umgekehrt kommen die Befehle des Hirns nicht mehr in den Muskeln an. Deshalb lassen sich die Beine nicht mehr bewegen. Aufstehen und gehen? Unmöglich.

Manche Fähigkeiten können erhalten bleiben, wenn nach der Verletzung schnell genug reagiert wird. Im Rahmen der Behandlung startet in der Regel ein umfangreiches Rehabilitations­programm, sobald der Patient dazu ausreichend erholt ist. Medikamente, Operationen, Training und Physiotherapie können einen Teil der verlorenen Verbindung zurückbringen – unter Umständen.

Die Erfahrung zeigt aber auch: Was nach sechs Monaten nicht wieder da ist, kommt auch nicht wieder. Danach stehen Betroffene vor der schweren Aufgabe, sich mit dem Status quo zu arrangieren. Mit einem Leben an Krücken oder im Rollstuhl. Und mit einer enorm eingeschränkten Freiheit.

Bis heute hat sich daran wenig geändert. Zwar gibt es zahlreiche Forschungsprojekte, die sich vor allem darauf konzentrieren, in der unterbrochenen Region im Rückenmark neue Nerven­verbindungen wachsen zu lassen. Es gab kleine Erfolge, etwa beim Einsatz von Stammzellen. Große Fortschritte gab es in dieser Richtung nicht.

Dann aber entwickelte Grégoire Courtine einen neuen Weg. Er konzentrierte sich in seiner Arbeit auf einen Bereich des Rückenmarks, der etwa fünf Zentimeter lang ist und etwa 60 Prozent der Muskelaktivität in den Beinen koordiniert, und das weitestgehend autonom – also auch ohne die entlang der Wirbelsäule laufende Verbindung, die bei einer Querschnitt­lähmung unterbrochen wurde.

Die Bewegungsfähigkeit ist im Tiefschlaf – und wird aufgeweckt
Der Kopf setzt dieses Steuerungs­netzwerk lediglich in Gang und justiert die Bewegungen nach – etwa, wenn wir uns einem Hindernis nähern. „Bei vielen Betroffenen ist dieser Bereich völlig intakt. Weil er von der Befehlskette abgeschnitten ist, befindet er sich nur in einem post­traumatischen Tiefschlaf“, sagt Grégoire Courtine. „Wir wecken ihn einfach wieder auf.“

Dazu werden den gelähmten Patienten Elektroden implantiert, die sich unmittelbar an das Rückenmark schmiegen. Per Drahtlos­verbindung kann Courtine dort mit dem Labor­computer Impulse auslösen, die ganz gezielt einzelne Muskel­gruppen aktivieren. Nach einer Trainingsphase konnten gelähmte Probanden in einem Haltegeschirr wieder stehen und kleine Schritte auf einem Laufband machen.

„Es ist ein ganz besonderer Moment“, sagt Courtine, „wenn jemand, dem gesagt wurde, dass er nie wieder seine Beine würde benutzen können, nach zehn Jahren wieder auf den eigenen Beinen steht.“ So wie Courtines Patient David Mzee: Der athletische Mann verletzte sich 2010 bei einem Sportunfall schwer, ist seitdem querschnitts­gelähmt. Als Teilnehmer des Forschungs­programms von Courtine kann er sich heute – mit Gehhilfe – wieder auf den eigenen Beinen fortbewegen. Auch außerhalb des Labors.

Patienten können nach Jahren wieder gehen
Durch weiteres hartes Training konnten besonders die Probanden, die noch ein minimales Gefühl in den Beinen hatten, große Fortschritte erzielen. Weil bei ihnen einige Nervenbahnen noch intakt sind, kommen die Befehle aus dem Gehirn zumindest noch als Flüsterton im Bewegungs­zentrum an. Der Befehl ist jedoch zu leise, um den Apparat aus seinem Tiefschlaf zu reißen.

Mit dem Neuroimplantat von Grégoire Courtine wird das Rückenmark nun geweckt und in Ruf­bereitschaft versetzt. Sozusagen: Es spitzt die Ohren. Während der Stimulation werden die leisen Befehle nun wieder gehört und der Patient kann seine Bewegungen bewusst steuern, trotz Querschnittlähmung.

„Heute können einige vormals gelähmte Probanden auch außerhalb des Labors mit einer Gehhilfe selbstständig laufen. Teilweise sogar bei ausgeschalteter Stimulation“, sagt Courtine. Was bedeutet, dass sich die beschädigte Nerven­verbindung durch die Stimulation und hartes Training ein Stück weit regeneriert hat. Ein bahnbrechender Erfolg, vor allem natürlich für die betroffenen Menschen. Courtine: „Sie haben einen Teil ihrer verlorenen Freiheit zurückerlangt.“

Sie erlangen einen Teil ihrer verlorenen Freiheit zurück.GRÉGOIRE COURTINE, Neuro­wissenschaftler und Träger des Rolex Preises für Unternehmungsgeist

Anders verhält sich die Sache bei solchen Patienten, deren Nerven­verbindung im Rückenmark nahezu komplett unterbrochen ist. Auch sie können im Labor stehen und Schritte machen, haben aber kaum oder gar keine Kontrolle über ihre Beine – die werden weitgehend von außen ferngesteuert. Grégoire Courtine arbeitet derzeit an einer Lösung, die auch in diesen schweren Fällen helfen soll.

Er entwickelt dazu ein System, das erkennt, welche Bewegung ein Patient ausführen will – das System analysiert dazu die Hirnaktivität des Patienten. Bestimmte Muster entsprechen dabei bestimmten Bewegungen. Weil aber die Verbindung zu den Beinen nicht mehr funktioniert, muss die Rückenmarks­verletzung überbrückt werden.

Das neue System erkennt, was die Patienten wollen
Das System, das Courtine mit seinem Team entwickelt, soll ebendies tun. Es nimmt die Bewegungs­wünsche auf und sendet sie an das Implantat im Rückenmark. Das stimuliert dann das Rückenmark mit dem passenden Impulsmuster und löst so die entsprechende Bewegung aus. Diese elektronische Brücke sorgt dafür, dass die Befehle des Hirns über einen Umweg wieder zu ihrem Zielort gelangen. So können Patienten die Stimulation und damit auch ihre Bewegungen kontrollieren.

Erste Ergebnisse sind vielversprechend. Bei allen positiven Erfahrungen bleibt Grégoire Courtine aber Realist und weist stets deutlich darauf hin: Seine Methode heilt Querschnitt­lähmung nicht. Courtines Ansatz ist ein Weg, das Leben der Betroffenen ganz pragmatisch leichter zu machen. Trotz großer Fortschritte werden seine Probanden ihre Bewegungs­freiheit wohl nicht vollständig zurückgewinnen. Trotzdem ist es Courtine gelungen, die Grenzen des Machbaren deutlich zu erweitern. Es soll nicht dabei bleiben. Das nächste Ziel: „Eine Therapie für alle Patienten auf der Welt“, sagt Courtine. Und das ist für ihn nicht nur ein Ziel, sondern eine Botschaft an Menschen mit Querschnitt­lähmung, „voller Hoffnung für sie und ihre Zukunft“.

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