In een Zwitsers lab springen en rennen ratten die eerder verlamd waren nu in het rond. En dat hebben ze te danken aan een robotharnas en een chemische cocktail.
Onderzoekers van de École Polytechnique Fédérale de Lausanne verzamelden een groep ratten en zorgden ervoor dat de ratten ernstig verlamd raakten. Ze deden dat door twee sneden in de rugwervel te maken, waardoor het contact met de hersenen ernstige schade opliep. Zouden deze ratten ooit nog kunnen lopen? Uit eerdere onderzoeken was gebleken dat de hersenen en ruggenwervel zich van een milde beschadiging kunnen herstellen. Ze vinden dan een alternatieve manier om toch te kunnen functioneren. Maar herstellen van zo’n zware beschadiging? Dat leek uitgesloten. De wetenschappers tonen echter aan dat het onder bepaalde omstandigheden toch kan, zo is in het blad Science te lezen. Maar alleen als het deel van de rugwervel dat eerder nergens op reageerde, werd ‘wakker gemaakt’.
Hoe werkt het?
De onderzoekers dienden de ratten een chemische oplossing toe. Deze oplossing zorgde ervoor dat er neurotransmitters kwamen die zenuwcellen in staat stelden om de bewegingen van het onderlichaam te controleren. Ook werden er elektroden in de rugwervel geplaatst. De elektroden stuurden een voortdurend elektrisch signaal naar de zenuwcellen die eerder door de neurotransmitters zijn voorbereid op het controleren van de bewegingen van het onderlichaam. “Het enige wat we nu nog moesten doen was een beweging inzetten,” stelt onderzoeker Rubia van den Brand.
Initiatief nemen
Nu de rat klaar was om te bewegen, kreeg deze een soort robotharnas aan. Dit robotharnas zorgde ervoor dat de rat op twee poten kon staan en in evenwicht bleef. Het harnas hielp de ratten niet bij het lopen, maar kwam enkel van pas wanneer de ratten hun evenwicht verloren. In eerste instantie gebeurde er niets: de ratten konden niet lopen. Maar na een aantal weken veranderde dat. Het harnas zorgde ervoor dat de dieren overeind bleven. Hierdoor hadden ze het idee dat ze een gezond en werkende ruggenwervel hadden. En toen onderzoekers op een afstandje van de ratten wat voedsel neerlegden, kwamen ze in beweging. Blijkbaar is – met een beetje hulp – een heel zwak signaal van de hersenen al genoeg voor de ratten om het initiatief te nemen om in beweging te komen. Het robotharnas, de elektriciteit en de chemische cocktail maakten de beweging vervolgens ook echt mogelijk.
Sprinten
“Na een aantal weken oefenen met een combinatie van een robotharnas en stimulatie door elektriciteit en chemicaliën waren de ratten niet alleen in staat om zelfstandig het initiatief te nemen om in beweging te komen, maar al snel waren ze ook aan het sprinten, de trap op aan het klimmen en obstakels aan het vermijden,” vertelt onderzoeker Grégoire Courtine. Het zwakke signaal was in eerste instantie voldoende om initiatief te nemen en te bewegen. Maar daar bleef het niet bij. Na verloop van tijd namen de zenuwvezels in zowel het brein als de ruggenwervel toe. “Die groei bewijst dat zelfs na ernstige schade aan het centraal zenuwstelsel neurale plasticiteit (veranderingen in de organisatie van de hersenen, red.) enorme potentie heeft,” concludeert onderzoeker Janine Heutschi. “Onze ratten zijn atleten geworden, terwijl ze enkele weken ervoor helemaal verlamd waren,” benadrukt Courtine. “Ik heb het over 100 procent herstel van de vrijwillige beweging.”
Het onderzoek is bijzonder hoopgevend. Toch is enige voorzichtigheid geboden. Zo is nog niet bewezen dat de aanpak ook verlamde mensen kan helpen. In dat vraagstuk gaan de onderzoekers zich nu vastbijten. En binnen twee jaar hopen ze de eerst experimenten met mensen te kunnen starten. Voor het zover is, wacht echter nog een hoop werk. Zo moet er bijvoorbeeld nog zo’n robotharnas voor mensen ontwikkeld worden.
