FYI.

This story is over 5 years old.

Dit exoskelet laat verlamde ratten weer lopen en proeven op mensen komen eraan

Na succesvolle experimenten met ratten zijn de onderzoekers nu klaar om in de zomer van 2015 te beginnen met mensen.

In de afgelopen paar jaar zijn een aantal indrukwekkende doorbraken geweest voor diegenen die lijden aan een gedeeltelijke verlamming, maar een frustrerend tekort aan succes voor hen die totaal verlamd zijn. Maar een nieuwe techniek ontwikkeld door wetenschappers die werken aan project NEUWalk aan de Swiss Federal Institute for Technology (EPFL) heeft de doorgesneden ruggengraat van volledig verlamde ratten gereactiveerd. Hierdoor zijn ze weer in staat om te lopen via een afstandsbediening.

Advertentie

En de wetenschappers zeggen dat hun systeem bijna klaar is voor menselijke proeven.

Eerdere studies hadden wat succes met het gebruik van elektrische ruggenprik stimulatie (EES) om spiercontrole te verbeteren voor knaagdieren en mensen met ruggenmergbeschadigingen. Hoe dan ook is het niet makkelijk om neuronen te elektrocuteren om er voor te zorgen dat mensen weer gaan lopen. Het vraagt extreem snelle en precieze stimulatie.

De onderzoekers schreven in een onderzoek gepubliceerd in Science Translational Medicine dat, "handmatige aanpassingen van de pulsbreedte, -hoogte en -frequentie" van het elektrische signaal toegediend aan de ruggenmerg een vereiste was in EES-behandelingen – tot nu toe dan.

Handmatige aanpassen werken namelijk niet echt als je probeert te lopen.

Het team ontwikkelde algoritmes die tijdens het bewegen van het been in real-time feedback kunnen generen. Hiermee maken ze beweging natuurlijk. Nou soort van natuurlijk. We praten wel over ratten met doorgesneden ruggen die vast zitten aan elektroden die gecontroleerd wordt door geavanceerde algoritmes.

"We hebben volledige controle over de achterste benen van de rat," zei EPFL neurowetenschapper Grégoire Courtine in een verklaring. "De rat heeft geen vrijwillige controle over zijn ledematen, maar het doorgesneden ruggenmerg kan gereactiveerd en gestimuleerd worden om op natuurlijke wijze te lopen. We controleren in real-time hoe de rat naar voren beweegt en hoe hoog hij zijn benen optrekt."

Advertentie

De eerste stap was om de EES-pulsen precies af te stemmen om de fijne motoriek te controleren van de normale pas. Om dit te doen, legden de onderzoekers verlamde ratten op een loopband met een robotharnas. Na een aantal weken experimenteren hadden de wetenschappers het zenuwstelstel van de rat precies genoeg in kaart gebracht om te kunnen stimuleren dat de ene poot voor de andere werd gezet.

Daarna ontwikkelde het team een algoritme dat het proefdier in real-time meet op factoren zoals spieractie en reactiekracht met de grond. Door het "voeren" van deze informatie aan het algoritme konden de EES-impulsen precies en snel gecontroleerd worden.

Het resultaat is volgens de wetenschappers een gesloten systeem dat verlamde subjecten weer mobiel maakt.

Courtine geeft in de EPFL-video bovenaan aan dat hoewel zijn team ruggenmerg-gerelateerde verlamming niet kunnen genezen, ze werken aan een systeem op schaal voor mensen.

Volgens de onderzoekers zijn menselijke proeven gepland tijdens de zomer van 2015. De proeven zullen plaats vinden aan de EPFL, in een speciaal ontworpen systeem met een loopband, harnasondersteuning voor de subjecten en ontelbare camera's en sensors om het optreden te meten.

Het onderzoek van het EPFL team is zeer opwindend en het zou een enorme impact kunnen hebben, maar er liggen nog maanden, misschien zelfs jaren van onderzoek en experimenten in het verschiet voordat ze een persoon weer kunnen laten lopen.

Het blijft nog steeds een gok of dit ooit verplaatsbaar en praktisch gaat worden, bijvoorbeeld. De technologie zal eerst moeten leren kruipen voordat het wil lopen.