Dankzij elektroden in het brein kan een tot schouderhoogte verlamde man zijn arm weer bewegen. Na maanden van training kan de man de gewenste armbewegingen uitvoeren, alleen door eraan te denken. Het onderzoek is een belangrijke stap op weg naar betaalbare en betrouwbare technologie om mensen met een dwarslaesie te helpen. De resultaten staan beschreven in het tijdschrift The Lancet.
De patiënt die bij het onderzoek betrokken is, de 56-jarige Amerikaan Bill Kochevar, raakte acht jaar geleden verlamd tot schouderhoogte als gevolg van een fietsongeluk. Voordat hij aan dit onderzoek meedeed, kon hij zijn armen (en benen) helemaal niet meer bewegen.
In de eerste fase van het project implanteerde een chirurg twee elektrodenrasters onder Kochevar's schedel. Elk van die arrays heeft 96 elektroden die contact maken met de neuronen in de hersenschors. De elektroden registreren elektrische signaaltjes elke keer als Kochevar denkt aan het bewegen van arm of hand. Die signalen gaan via kabeltjes naar een centrale computer, waar software op staat die leert om de signalen die uit het brein komen steeds beter te interpreteren.
Virtuele arm
Om te beginnen trainde Kochevar om met zijn gedachten een virtuele arm op een computerscherm te laten bewegen. ‘Een eerste beweging lukte al binnen een paar minuten. De bewegingen zaten nog ergens in zijn brein’, zegt hoogleraar Bob Kirsch van Case Western Reserve University, laatste auteur van het artikel in The Lancet. Vier maanden lang trainde Kochevar om de bewegingen van de virtuele arm te verfijnen. Dit trainen was nodig, omdat Kochevar een ander deel van zijn brein gebruikte dan vroeger, toen hij gezond was.
Spieren stimuleren
Nadat hij de virtuele arm goed met zijn gedachten kon bedienen, ging Kochevar voor de tweede keer onder het mes en werden in de spieren van zijn rechterarm 36 elektroden geïmplanteerd (zie illustratie hieronder). De tests na deze operatie werden ingewikkelder: Kochevar mocht proberen om met zijn gedachten de elektroden in zijn spieren te stimuleren, zodat er zinvolle bewegingen uitkwamen. Parallel aan dit oefentraject kreeg hij een programma om de spieren, die hij acht jaar niet had gebruikt, te trainen en zo sterker te maken. Ook hiervoor werden de elektroden in zijn arm gebruikt.
Na maanden trainen was Kochevar klaar voor de lakmoesproef. Het moet zeer bijzonder hebben gevoeld toen hij voor het eerst weer aan zijn gezicht kon krabben (schijnbaar vaak de grootste wens van mensen met een dwarslaesie), een glas water dronk en met een vork hapjes aardappelpuree naar zijn mond bracht. ‘Het gekke is dat ik me niet bovenmatig hoef te concentreren’, liet Kochevar de onderzoekers weten. ‘Ik denk er gewoon aan en daar gaat mijn arm al!’
Nog niet buiten lab
Het onderzoeksproject is een succesverhaal, maar de verwachtingen moeten worden getemperd. ‘Deze behandeling is nog lang niet klaar voor gebruik buiten het lab. De bewegingen waren langzaam en grof en de patiënt moest steeds blijven kijken naar zijn arm, omdat hij anders geen idee had in welke positie die stond’, schrijven collega’s van de onderzoekers in een commentaar in dezelfde editie van The Lancet. ‘Niettemin is dit een geweldige demonstratie. De toekomst van neuroprotheses om mensen met een dwarslaesie te helpen ziet er weer een beetje zonniger uit.’
Beeldmateriaal en video's Bolu Ajiboye et al., The Lancet, 2017
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.