Gehirnimplantat gibt blindem Mann unerwartet Sehkraft zurück

Medizinischer Durchbruch: Hirnstimulation stellt Sehkraft wieder her

In einem bemerkenswerten medizinischen Durchbruch, der die wissenschaftliche Gemeinschaft überrascht hat, hat ein spanischer Mann, der mehr als drei Jahre lang vollständig blind war, unerwartet teilweise sein natürliches Sehvermögen nach einer Hirnimplantat-Prozedur zurückerlangt. Der Fall, dokumentiert in einer kürzlich in Brain Communications veröffentlichten Studie, stellt eine der überraschendsten Entwicklungen in der Neurotechnologie und der Sehrestaurationsforschung dar.

Die unerwartete Genesung

Miguel Terol, der 2018 sein Sehvermögen durch eine nicht-arteriitische anteriore ischämische Optikusneuropathie (NAION) verlor, unterzog sich im Juni 2022 einer Operation als Teil einer klinischen Studie an der Universität Miguel Hernández. Chirurgen implantierten ein winziges 4x4 Millimeter großes Gerät mit 100 Mikroelektroden in seinen visuellen Kortex – den Hirnbereich, der für die Verarbeitung visueller Informationen verantwortlich ist. Das primäre Ziel der Studie war lediglich, die Sicherheit der Erzeugung künstlicher visueller Wahrnehmungen durch elektrische Stimulation zu testen, nicht das natürliche Sehvermögen wiederherzustellen.

Doch nur zwei Tage nach dem Eingriff geschah etwas Außergewöhnliches. 'Wir hatten gerade begonnen, das Implantat zu kalibrieren, als sein Sehvermögen zurückzukehren begann,' erklärte die Neurologin Arantxa Alfaro Sáez, Mitglied des Forschungsteams. 'Als wir unsere Arme um ihn herum bewegten, konnte er genau sagen, wo wir standen und welche Bewegungen wir machten.'

Terol beschrieb seine ersten visuellen Erfahrungen seit Jahren als 'sich bewegende Schatten' – ein Durchbruch, der sowohl für den Patienten als auch für die Forscher völlig unerwartet kam.

Wie das Implantat funktioniert

Das Hirnimplantat, verbunden mit speziellen Brillen, die visuelle Informationen in elektrische Signale umwandeln, war darauf ausgelegt, Terols beschädigten Sehnerv vollständig zu umgehen. Durch die direkte Stimulation des visuellen Kortex mit präzisen elektrischen Mustern versuchte das System, künstliche Lichtwahrnehmungen zu erzeugen. Dieser Ansatz ist Teil des wachsenden Feldes der Neurostimulation, das elektrische oder magnetische Stimulation verwendet, um die Aktivität des Nervensystems zu modulieren.

Was Terols Fall besonders bemerkenswert macht, ist der Zeitpunkt. Die meisten Genesungen des Sehvermögens nach Sehnervschäden finden kurz nach der Verletzung statt, nicht drei Jahre später. 'Dass man eine Genesung nach so langer Zeit sieht, ist sehr ungewöhnlich,' bemerkte Alfaro Sáez in einem Interview mit Medical Xpress.

Anhaltende Verbesserung und tägliches Training

Nach der anfänglichen Genesung absolvierte Terol intensive tägliche visuelle Trainingssitzungen von mindestens 30 Minuten pro Tag. Die Übungen gingen vom Erkennen von Licht über das Lokalisieren von Objekten im Raum, das Erkennen von Bewegungen bis hin zum Identifizieren von Formen, Buchstaben und Zahlen.

'Das tägliche Training, zusammen mit dem Einsatz des Teilnehmers, könnte eine relevante Rolle bei der Genesung gespielt haben,' sagte Teammitglied Leili Soo.

Die Forscher überwachten Terols Fortschritt mit visuell evozierten Potentialen – kleinen elektrischen Signalen, die das Gehirn bei der Verarbeitung echter visueller Informationen erzeugt. Vor der Operation waren diese Signale fast nicht vorhanden. Im Laufe der Zeit tauchten sie allmählich wieder auf und wurden stärker, was objektiven Beweis dafür lieferte, dass sich sein Sehvermögen tatsächlich verbesserte.

Lebensverändernde Ergebnisse

Die praktischen Auswirkungen auf Terols Leben waren erheblich. Er gewann die Fähigkeit zurück, Formen und Buchstaben zu erkennen, tägliche Aufgaben wie das Aufheben eines Glases ohne zu verfehlen auszuführen und sich mit mehr Vertrauen und Sicherheit zu bewegen. Vielleicht am erstaunlichsten ist, dass die Verbesserungen bestehen blieben, selbst nachdem das Implantat drei Jahre später chirurgisch entfernt worden war.

'Während all unserer klinischen Versuche war das Ziel, künstliche visuelle Eindrücke zu erzeugen, nicht das natürliche Sehvermögen wiederherzustellen,' erklärte der Hauptforscher Eduardo Fernández Jover. 'Dass ein Teilnehmer dennoch messbar und anhaltend verbessert wurde, deutet darauf hin, dass bestimmte Faktoren eine Rolle spielen. Aber welche, wissen wir noch nicht.'

Wissenschaftliche Implikationen und zukünftige Forschung

Dieser einzelne Fall bietet verlockende Hinweise auf die Regenerationsfähigkeit des Gehirns durch Stimulation und Training. Die anhaltende Verbesserung nach der Implantatentfernung deutet darauf hin, dass sich etwas in Terols Gehirn dauerhaft verändert hat – wahrscheinlich durch Neuroplastizität, die Fähigkeit des Gehirns, sich neu zu organisieren und neue neuronale Verbindungen zu bilden.

Obwohl die Forscher davor warnen, dass dieses Ergebnis möglicherweise nicht bei anderen Patienten replizierbar ist, eröffnet es neue Wege für die Behandlung von Sehstörungen. Fernández Jover schlägt vor, dass zukünftige Forschung nicht-invasive Optionen untersuchen könnte, wie transkranielle elektrische Stimulation, die keine Hirnoperation erfordert.

Die Studie, detailliert in El País, wirft wichtige Fragen auf: Warum geschah dies bei diesem spezifischen Patienten? Welche Kombination aus Stimulation und Training ist optimal? Und wie reagiert das Gehirn auf längerfristige Stimulation?

Für jetzt steht Terols unerwartete Reise von Blindheit zu teilweisem Sehvermögen als ein Leuchtfeuer der Hoffnung für Millionen weltweit, die mit Sehstörungen leben – und als eine kraftvolle Erinnerung daran, wie viel wir noch über die bemerkenswerten Fähigkeiten des menschlichen Gehirns entdecken müssen.