Gelähmte Ratten zurückzugewinnen Strebe im Labor

Nach schweren Rückenmark Schaden sind gelähmte Ratten wieder gehen mit Hilfe eines Roboters zu ihnen halten und ihre Nerven zu stimulieren, eine neue Studie zeigt.

Nachdem die Ratten auf der Maschine für etwa zwei Monate trainiert sind, gewannen sie die Möglichkeit, ihre Hinterbeine zu steuern – die hatte zuvor von der Kommunikation mit dem Gehirn abgeschnitten – mit genügend Geschick, Treppen und Objekten navigieren. Diese Einstellung bedeutet, dass das Gehirn neue Verbindungen zu umgehen die Verletzung des Rückenmarks geschmiedet hat.

"Wir erwarten sie zu einem gewissen Grad wieder erholen würde, aber das Ausmaß war erstaunlich. "sie waren in der Lage, Hindernissen ausweichen und Treppen steigen," sagte Studie Forscher Janine Heutschi, von der Eidgenössischen Technischen Institut in der Schweiz, LiveScience. "Nicht nur das, aber die Konsistenz war wirklich erstaunlich. Jedes einzelnes Tier, die, das wir in dieser Roboter trainiert, war in der Lage, diese Aufgaben zu erfüllen."

Was bedeutet dies für den Menschen ist unklar, aber das Team arbeitet daran, das Verfahren für klinische Studien anzupassen.

Gelähmte Ratten

Die Forscher simulierten Rückenmark Schaden bei den Ratten durch zwei Einschnitte auf halbem Weg durch das Rückenmark; die Kürzungen wurden zwei Wirbel auseinander und kam von gegenüberliegenden Seiten, so dass jeder Nerv des Rückenmarks geschnitten wurde. Der gelähmten Ratten können nicht verwenden Sie ihren Hinterbeinen aber umgehen und Verhalten sich wie normale Ratten mit ihren vorderen Gliedmaßen.

Sie lassen die Ratten, die für eine Woche zu heilen, und dann begann ihre Behandlung. Sie waren in einen Roboter, der ihnen an den hinteren Beinen unterstützt, so dass sie ihre vorderen Gliedmaßen nicht nutzen konnten, um sich treiben geschnallt. Der Gurt hielt sie ohne schob sie in jede eine Richtung, ähnlich wie mit einer Schwimmweste schwimmen.

"Es ist komplex passiv. Es folgt nur die Ratte in alles, was sie tut,"sagte Heutschi. "Es unterstützt nur die Masse des Körpers und das Gleichgewicht; Andernfalls würden sie auf die Seite fallen. Immer wenn die Ratte nach vorne gehen will, muss es die Bewegung selbst zu initiieren."

Die Forscher verwendeten Strom und Injektionen von Neurotransmittern zu "fälschen" eine Verbindung zwischen der oberen und unteren Rückenmark während die Ratten in der Ausbildung-Roboter, sechs Tage die Woche 30 Minuten lang waren. Als sie dies taten, die Ratte Beine wiederbelebt und zog in ein Schrittmotor Bewegung unfreiwillig – die Ratte Gehirn nicht die Bewegung kontrollieren konnte. Dann musste die Ratten lernen, diesen beweglichen Beinen zu steuern. "Dies kann Ratten ohne Gehirn Eingang zu Fuß machen. Es ist unwillkürlich, es ist vollständig automatisiert. Es gibt keine Möglichkeit für die Ratte, es zu steuern. Die Ratte hat keine Kontrolle", sagte Heutschi. "Damit Bewegung freiwillig geschehen, muss ihr Gehirn aktiv in die Aufgabe einbezogen werden."

Wieder gehen

Eines Tages jedoch jeder der Ratten traf ein "Heureka" zeigen, wo sie erkannten, dass ihre Gehirne waren die Bewegung zu kontrollieren:

"Nach etwa zwei oder drei Wochen Training, es gibt einen Moment, als die Ratte merkt, dass sie die Bewegung beginnen kann", sagte Heutschi. "sie schaut dich wie,"was gerade passiert ist?" Sie lernen, diese zu reproduzieren und sie besser und durch diese Praxis, die diese neuen Verbindungen gebildet werden."

Von dort trainiert die Forscher die Ratten, Treppen und Hindernisse bewegen – Aktionen, die sie nicht ohne das Gehirn engagieren – alles innerhalb von neun Wochen. Während die Ratten müssen noch durch den Roboter unterstützt werden, und das Rückenmark durch Strom- und Drogen stimuliert werden muss, alle von den Ratten unter ihrer eigenen Intelligenz und geschmiedete Verbindungen vom Gehirn an den Beinen durch die Zuschnitte des Rückenmarks laufen gelernt.

"Es ist erstaunlich, was wir sehen, bei der Ratte, aber was dies beim Menschen bedeuten wird in klinischen Studien zu sehen haben werden" Heutschi, sagte, die sie bereiten für den Moment.

Die Studie wurde veröffentlicht heute, 31. Mai, in der Zeitschrift Science.

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