Wissenschaft im Trend: Prothesen mit Tastvermögen
Prothesen werden gerade sehr erfolgreich weiterentwickelt. Ende letzten Jahres berichtete CORDIS, wie das EU-finanzierte Projekt NEBIAS die fortschrittlichste bionische Hand der Welt entwickelte – dank einer neuronalen Schnittstelle kann sie Informationen zu Berührungen erkennen und in Echtzeit an den Patienten weitergeben. Nun hat DARPA auf der anderen Seite des Atlantiks eine Handprothese vorgestellt, die durch Nervenbahnen im Rückenmark verschiedene Druckempfindungen überträgt. Die Wissenschaftler hinter diesem neuen Gerät sprechen von einem „naturnahen“ Tastvermögen. „Wir haben den Kreis geschlossen“, sagt der Leiter des DARPA-Programms Justin Sanchez. „Prothetische Gliedmaßen, die durch Gedanken gesteuert werden können, sind viel versprechend. Wenn es jedoch kein Feedback von den Signalen gibt, die zurück zum Gehirn strömen, kann es schwierig sein, das Steuerungsniveau zu erreichen, das zur Ausführung präziser Bewegungen erforderlich ist. Die Verkabelung des Tastsinns von einer mechanischen Hand direkt in das Gehirn zeigt das Potenzial dieser Arbeit für eine nahtlose bio-technologische Wiederherstellung der naturnahen Funktion.“ Die Handprothese wurde an einem 28 Jahre alten Mann getestet, der nach einer Rückenmarksverletzung seit über einem Jahrzehnt gelähmt war. Es wurde überprüft, ob es möglich war, ihm dabei zu helfen, wieder physische Gefühle wahrzunehmen. Die Wissenschaftler am Labor für angewandte Physik der Johns Hopkins University verkabelten die Prothese zuerst mit seinem Gehirn und verbanden ihm die Augen. Dann drückten sie verschiedene Finger der künstlichen Hand, um herauszufinden, ob die freiwillige Testperson etwas spürt. DARPA bestätigt, dass der Patient beim Tragen der Handprothese nicht nur in der Lage war, zu „fühlen“, wenn die Hand berührt wurde, sondern auch genau sagen konnte, welcher Finger berührt wurde. „Zu einem bestimmten Zeitpunkt beschloss das Team, nicht nur einen sonder zwei Finger gleichzeitig zu drücken, ohne es ihm vorher mitzuteilen. Er antwortete im Scherz, ob wohl jemand versuchen würde, ihm einen Streich zu spielen. Da haben wir gewusst, dass die Empfindungen, die er durch die Roboterhand wahrnahm, naturnah waren“, sagt Sanchez. Das Prothesensteuerungssystem besteht aus zwei im Gehirn des Patienten implantierte Chips, die mit drucksensiblen Drehmomentsensoren in der künstlichen Hand verbunden sind. Die 1 mm breiten Chips enthalten verschiedene Elektroden und befinden sich sowohl im motorischen Cortex, der Arm- und Handbewegungen steuert, als auch im sensorischen Cortex, der Signale von taktilen Empfindungen empfängt und bestimmt. Jedes Mal, wenn die Handprothese etwas berührt, senden die Sensoren über Kabel elektrische Signale an die Chips im Gehirn, sodass der Träger den naturnahen Kontakt spürt. Auf dem Future Technology Forum „Wait, What?“ wurde am 10. September eine neue Technologie vorgestellt. Sanchez und sein Team warten immer noch auf Gutachterverfahren und die Veröffentlichung in einer Fachzeitschrift. Weitere Informationen erhalten Sie in der offiziellen DARPA-Erklärung.
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Vereinigte Staaten
