Een verlamde man kan weer lopen dankzij een exoskeletpak. Hij stuurt het pak aan met zijn hersenen door middel van geïmplanteerde sensoren. Hoewel het hem nog geen volledige bewegingsvrijheid geeft – het pak hangt aan een rails boven zijn hoofd – is de nieuwe techniek een spannende stap naar een toekomst waarin verlamde mensen weer kunnen bewegen.
Naast lopen kan de man, die zijn nek brak na een val, ook de armen en handen van het exoskeletpak gebruiken. ‘Dit is echt baanbrekend’, zegt biologisch bouwkundige Ravi Vaidyanathan van het Imperial College in Londen, die niet bij het werk betrokken was.
Gedachten lezen
Verschillende onderzoeksgroepen werken aan manieren om mensen met ruggenmergletsel weer controle over hun lichaam te laten krijgen. Daarvoor gebruiken ze apparaten die gedachten kunnen lezen. Tot dusverre was de meest gebruikelijke aanpak om ultradunne elektroden in de hersenen te plaatsen. Maar dit houdt in dat er draden binnen de schedel zitten, wat een infectie kan veroorzaken. Ook slijten de elektroden, doordat ze bedekt raken met cellen die een soort littekenweefsel vormen.
Om deze problemen te omzeilen, plaatsten hersenchirurg Alim Louis Benabid en zijn collega’s, werkzaam aan de Universiteit van Grenoble Alpes in Frankrijk, elektroden bovenop de hersenen – op het taaie buitenmembraan. ‘Als er een infectie is, blijft deze buiten’, zegt Benabid.
De onderzoekers maakten meerdere hersenscans bij de verlamde man, Thibault genaamd, zodat ze in kaart konden brengen welke hersengebieden actief werden wanneer hij nadacht over lopen of het bewegen van zijn armen. Daarna vervingen ze twee stukken schedel van vijf centimeter, een aan elke kant van zijn hoofd, door hersensensoren met elektroden aan de onderkant.
Eerst probeerde Thibault met behulp van de sensoren een computerversie van het exoskelet te bewegen. Daarna kreeg hij het echte pak aan en leerde hij, terwijl het pak van bovenaf werd ondersteund, naar voren te lopen. ‘Ik voelde me als de eerste man op de maan’, zegt Thibault. ‘Ik had twee jaar niet gelopen. Ik was vergeten dat ik langer was dan veel mensen in de kamer. Het was erg indrukwekkend.’
Reactietijd
Het volgende doel van de onderzoekers is om het exoskeletpak balancerend te maken. ‘Wat we nodig hebben is een hogere berekeningssnelheid’, zegt Benabid. ‘De reactietijd is namelijk nog een probleem.’ Vaidyanathan: ‘Denk aan alle aanpassingen die nodig zijn om rechtop te blijven staan. Als de robot enigszins stabiel kan blijven, dan is zelfstandig lopen mogelijk haalbaar.’
Thibault leerde om de armen van het exoskeletpak te gebruiken voor steeds complexere taken, zoals het draaien van zijn polsen, het reiken naar objecten en het gelijktijdig gebruiken van beide handen.
Maar het onderzoek verliep niet soepel. Voor Thibault werd een andere persoon onderzocht. Bij deze patiënt stopten de ingebrachte implantaten met werken vanwege een technische storing. Dat gebeurde luttele seconden nadat het apparaat werd ingeschakeld. ‘Hij was teleurgesteld’, zegt Benabid.
Nu dat probleem is opgelost en er goede resultaten zijn geboekt met Thibault, staat het team klaar om de implantaten in te brengen bij drie andere mensen.
Het feit dat de implantaten van Thibault na 27 maanden nog steeds werken, is veelbelovend, zegt Vaidyanathan. ‘Het is duidelijk dat er nog een lange weg te gaan is voordat het algemeen kan worden gebruikt, maar dit is een cruciale stap.’
De bevindingen zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift The Lancet Neurology.