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Nur mit ihren Gedanken Affen steuern Armprothese

Allein mit der Kraft der Gedanken können Affen eine hoch entwickelte Armprothese bewegen und sich selbst füttern. Möglich werde dies durch den Einbau von Elektroden in den für Bewegung zuständigen Hirnbereich, berichten US-Wissenschaftler im britischen Journal "Nature". Gelähmten oder Menschen mit amputierten Gliedmaßen könnten solche Prothesen helfen, ein unabhängigeres Leben zu führen.

Die Anwendungsmöglichkeiten von "Brain-Machine-Interfaces", zu deutsch "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 den Gedanken steuern lässt wie ein natürlicher Arm. Die nun vorgestellte "Neuroprothese" ermögliche allerdings eine bisher unerreichte Natürlichkeit in der Beweglichkeit und ein unkompliziertes Zusammenspiel mit der Umwelt, schreiben die Forscher um Andrew Schwartz von der University of Pittsburgh (US-Staat Pennsylvania).

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 allein beim Gedanken an bestimmte Bewegungen Nervensignale erzeugt auch wenn die Bewegung selbst aufgrund einer Verletzung oder Erkrankung der Nerven oder Muskeln nicht mehr möglich ist. Die Elektroden nehmen die Signale auf und leiten sie an einen Computer weiter, der sie schließlich in die entsprechende Bewegung der Prothese umsetzt.

Die Wissenschaftler testeten die Versuche nun an Affen, deren eigenen Arme am Körper fixiert wurden. Die Prothese wurde den Tieren an einer Schulter angebracht. Nach einer Lernphase von einige Tagen, gelang es den Affen nun, ihren Roboterarm zielgerichtet auszustrecken, nach einer Frucht zu greifen, diese zum Mund zu führen und aufzuessen und zwar in geschmeidigen und fast natürlichen Bewegungsabläufen. 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. Kurzum: die Affen nahmen die Prothese als Ersatz ihrer eigenen, fixierten Arme wahr.

Trotz der vielversprechenden Ergebnisse sei die Prothese an sich nichts grundsätzlich Neues, schreibt John Kalaska von der Universit de Montral (Kanada) in einem Kommentar. Zudem müssten noch Hindernisse überwunden werden, bevor solche Prothesen breit angewendet werden. 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, etwa damit ein Gegenstand beim Aufheben weder zerquetscht wird, noch wegen zu geringer Kraftausübung aus dem Greifer rutscht.

Quelle: ntv.de

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