Verlamde benen komen in beweging

Tijdens de openingsceremonie van het wereldkampioenschap voetbal in Brazilië in 2014 werd het wereldnieuws: de vanaf zijn borst verlamde man Julian Pinto schopte een voetbal weg dankzij een exoskelet – een gemotoriseerd harnas – dat hij met zijn hersenen bestuurde. De internationale groep onderzoekers achter de demonstratie publiceert deze week in Scientific Reports de eerste resultaten van hun studie naar brain-computer interfaces (BCI).

De uitkomsten zijn spectaculair: door langdurig te trainen met onder andere een exoskelet herstelden acht patiënten met dwarslaesie neurologisch gezien een beetje. Ze bewegen vrijwillig hun beenspieren en voelen weer aanraking en pijn in hun verlamde benen. Dat het hier gaat om spontaan herstel is volgens onderzoeksleider Miguel Nicolelis van Duke University uitgesloten. Bij een recente dwarslaesie zou dat kunnen, maar deze mensen waren al jarenlang verlamd.

Slapende zenuwen

Onderzoeksleider Nicolelis verwachtte dat de patiënten op kunstmatige wijze weer zouden lopen. Net zoals Julian Pinto. Maar er gebeurde meer. Ook neurologische functies herstelden gedeeltelijk. Na twaalf maanden voelden alle deelnemers weer sensaties in hun benen, zoals pijn en aanraking, en konden ze hun beenspieren aanspannen. Sommigen konden hun verlamde benen zelfs heen en weer bewegen. Vier van de acht patiënten die geclassificeerd waren als ‘compleet verlamd’ vielen na twaalf maanden trainen in de categorie ‘gedeeltelijk verlamd’.

Hoe kan dit? Ten eerste is het diagnosticeren van een complete dwarslaesie erg lastig, reageert Eliana Garcia Cossio, die onderzoek doet naar neuro-revalidatie aan de Radboud Universiteit. “We kunnen niet elke millimeter aan zenuwen zien die uit het brein komen en verbonden zijn met de spieren. Het kan dus zijn dat patiënten de diagnose ‘complete dwarslaesie’ krijgen, terwijl er nog wat vezels intact zijn.”

Eerder onderzoek wees al aan dat er vaak nog zenuwen liggen in het ruggenmerg die de beschadiging overleefd hebben. “Deze zenuwen kunnen jarenlang slapen omdat er geen signaal is vanuit de hersenschors naar de spieren”, zegt Nicolelis in een persbericht. “Trainen met een brain-computer interface kan de zenuwen weer hebben aangewakkerd. Het aantal vezels dat overblijft is klein, maar het kan genoeg zijn om de signalen van de motorische schors in het brein over te dragen naar de ruggengraat.”

Intensieve training

Is het inderdaad de brein-computer interface met de feedback die het herstel aanzwengelde? Is het misschien alleen de feedback? Volgens Garcio Cossio is het moeilijk te achterhalen. “Alleen al een uitgebreid revalidatie-programma van een jaar gericht op wandelen en bewegen draagt bij aan herstel. Patiënten hebben normaal gesproken niet zo’n uitgebreide revalidatie vanwege de hoge kosten”, aldus Garcia. Desondanks noemt ze het herstel opwindend.

Ook bewegingswetenschapper Noel Keijsers van de Sint Maartenskliniek in Nijmegen noemt de uitkomst indrukwekkend. Uit zijn eigen onderzoek bleek al dat patiënten met complete dwarslaesie in staat zijn om een avatar aan te sturen door het activeren van de motorische schors van de benen.

“Na zes maanden hoef je normaliter bij een complete dwarslaesie geen herstel meer te verwachten. Dat deze mensen functioneel vooruit zijn gegaan is een mooie stap in de goede richting”, zegt Keijsers. Wel een kleine stap. Hij vraagt zich af of twaalf maanden lang intensief revalideren die stap waard is. “In een doorsnee revalidatiecentrum kunnen we dit protocol niet voor elkaar krijgen, en deze patiënten kunnen nog verre van lopen. Maar de studie trekt de ideeën rond brein-computer interface voor het eerst vanuit de onderzoekssfeer richting een klinische setting en dat is zeker interessant.”