Neurowissenschaft

Mit der Kraft der Gedanken

Video in voller Größe

30. Mai 2008 Affen können mit Gedanken eine Armprothese bewegen und sich auf diese Weise selbst füttern. Möglich wurde dies durch die Implantation von Elektroden in den für Bewegung zuständigen Hirnbereich, berichten amerikanische Wissenschaftler in der Zeitschrift „Nature“ Gelähmten oder Menschen mit amputierten Gliedmaßen könnte die Entwicklung solcher Prothesen helfen, ein unabhängigeres Leben zu führen.

Die Anwendungsmöglichkeiten „Hirn-Maschinen-Schnittstellen“ werden seit einigen Jahren von Forschern rund um die Welt getestet. Erst im vergangenen November hatten Experten aus Wien eine Armprothese präsentiert, die sich vom Patienten mit Gedanken steuern lässt. Die nun vorgestellte „Neuroprothese“ ermögliche allerdings eine bisher unerreichte Natürlichkeit in der gesteuerten Bewegungsabläufen.

Mit dem Roboterarm zur Frucht

Die neue Armprothese besitzt ein Schulter- und Ellenbogengelenk und einen Greifer als Hand. Die Elektroden, über die die Bewegungen gesteuert werden, implantierten die Forscher direkt in den sogenannten Motorcortex des Gehirns. Dort werden bei trainierten Denken an bestimmte Bewegungen Nervensignale erzeugt, auch wenn die Bewegung selbst aufgrund einer Verletzung oder Erkrankung der Nerven oder Muskeln nicht mehr möglich ist. Die eingepflanzten Elektroden nehmen die Signale auf und leiten sie an einen Computer weiter. Dort werden die Signale in Bewegungen der Prothese umsetzt.

Die Wissenschaftler testeten die Prothese an Affen, deren Arme am Körper fixiert waren. Nach einer Lernphase von einige Tagen, gelang es den Affen, ihren an der Schulter befestigten Roboterarm zielgerichtet auszustrecken, nach einer Frucht zu greifen und diese zum Mund zu führen - in fast natürlich wirkenden Bewegungsabläufen.

Schwierigkeiten auf dem Weg zur breiten Anwendung

Die Tiere konnten die Bewegungsrichtung der Prothese schnell ändern ­ etwa wenn ein Forscher spontan die Frucht an eine andere Stelle legte. Auch Hindernisse umschifften sie elegant und selbst Essensreste im Mundwinkel schoben sich die Tiere mit dem Roboterarm vorsichtig in den Mund. Die Affen schienen die Prothese als Ersatz ihrer eigenen, fixierten Arme wahrzunehmen.

Trotz der vielversprechenden Ergebnisse sei die Prothese an sich nichts grundsätzlich Neues, schreibt John Kalaska von der Université de Montréal (Kanada) in einem Kommentar. Zudem müssten noch Hindernisse überwunden werden, bevor solche Prothesen zur breiten Anwendung tauglich seien. So müsse die Funktionsfähigkeit der Elektroden auch für längere Zeiträume sichergestellt und die dazugehörenden Computer auf tragbare Größe gebracht werden. Wichtig sei zudem, in die Prothesen Sensoren zu integrieren, die dem Benutzer eine Rückmeldung über die Bewegungen liefern, damit ein Gegenstand beim Aufheben weder zerquetscht wird, noch wegen zu geringer Kraftausübung aus dem Greifer rutscht.

Text: FAZ.NET
Bildmaterial: reuters

© Frankfurter Allgemeine Zeitung GmbH 2009.
Alle Rechte vorbehalten.
Vervielfältigungs- und Nutzungsrechte erwerben
Verlagsinformation

Sportverletzung? Sorgen Sie vor - mehr Leistung für weniger Geld. Vergleichen Sie jetzt online die Leistungen verschiedener privater Krankenversicherungen!

FAZ.NET Suchhilfe
F.A.Z.-Archiv Profisuche