Projektbeschreibung
Schnittstellen zwischen Gehirn und Wirbelsäule zur Wiederherstellung der Kontrolle über die Gliedmaßen bei Personen mit Rückenmarksverletzungen
Bei einer Rückenmarksverletzung ist die Kommunikation zwischen Gehirn und Rückenmark unterbrochen. Das EU-finanzierte Projekt ReverseParalysis zielt darauf ab, an zwei vollständig implantierbaren Gehirn-Wirbelsäule-Schnittstellen zu arbeiten, mit denen die Bewegung der unteren und oberen Gliedmaßen nach einer Schädigung wiederhergestellt werden kann. Das Projekt stützt sich auf die zuvor entwickelten Prototypen. Sie verbinden die aus der Aktivität des motorischen Kortex entschlüsselten Bewegungsabsichten mit elektrischen Stimulationen des Rückenmarks. Diese Gehirn-Wirbelsäule-Schnittstellen stellten bei nichtmenschlichen Primatenmodellen mit Rückenmarksverletzungen das Gehen und die Arm-/Handbewegungen wieder her und ermöglichten es einer gelähmten Person, selbständig zu gehen. Das Projekt kombiniert ein Hirnimplantat, das motorische Absichten aus der kortikalen Aktivität entschlüsselt, mit einem implantierbaren Impulsgenerator zur Echtzeitsteuerung der Rückenmarkstimulation mit Elektrodenanordnungen, die die Wiederherstellung von Bewegungen ermöglichen.
Ziel
A spinal cord injury (SCI) alters the communication between the brain and spinal cord. The consequences are dramatic impairments of upper-limb and lower-limb motor functions, which have a profound impact on the affected person, their family, and society. Currently, there are no approved therapies for SCI. The resulting costs of care amount to more than 2.5 M? over the lifetime of a person with SCI. Two ERCs combined with two ERC-PoCs enabled us to prototype two brain-spine interfaces (BSIs) that link the intended movements decoded from motor cortex activity to precise electrical stimulations of the spinal cord to promote these movements. These BSIs restored walking and arm/hand movements in nonhuman primate models of SCI, and as we report here, enabled one patient with chronic paralysis to walk again outdoors. These prototypes were partly based on repurposed devices that were not optimized for the intended applications, and thus presented shortcomings. Here, we propose to integrate two breakthrough technologies to develop two fully-implantable BSIs that will remedy these limitations. The first technology consists of the only existing fully-implantable neurosensor for wireless monitoring of cortical activity in humans based on high-density grids positioned over the dura mater. The second technology is the only implantable neurostimulation system dedicated to the recovery of movement after paralysis. This system combines an implantable pulse generator that enables highly reliable, real-time control of spinal cord stimulation, and a portfolio of electrode arrays that have been designed to leverage the mechanisms through which this stimulation restores movement. Two small scale clinical trials will demonstrate that these BSIs restore lower-limb and upper-limb movements in humans with chronic paralysis. These studies will provide specifications for industrial versions of the BSIs, opening the path to a commercially-viable revolution for people living with paralysis.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.3.1 - The European Innovation Council (EIC) Main Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
HORIZON-EIC-2021-TRANSITION-CHALLENGES-01
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5656 AE Eindhoven
Niederlande
Die Organisation definierte sich zum Zeitpunkt der Unterzeichnung der Finanzhilfevereinbarung selbst als KMU (Kleine und mittlere Unternehmen).