Biofeedback auf der Zunge
US-Forscher nutzen einen elektrischen Stimulator für den Mundraum, um Querschnittsgelähmten bei der Steuerung von Prothesen mehr Gefühl zu geben.
Könnte ein auf der Zunge platzierter Biofeedback-Generator einem Querschnittsgelähmten dabei helfen, ein glitschiges Weinglas mit Hilfe einer Prothese aufzuheben, ohne dass es Scherben gibt? Justin Williams, Juniorprofessor für biomedizinische Ingenieurwissenschaften an der University of Wisconsin, arbeitet derzeit an einem elektrischen Stimulator für den Mundraum, der genau das erreichen soll, berichtet das Technologiemagazin Technology Review in seiner Online-Ausgabe.
Laut der Studie, die im November auf einer Konferenz der Gesellschaft für Neurowissenschaften in Washington vorgestellt wurde, gelang es den Forschern bereits, Freiwillige die Bewegung eines Cursors auf einem Computerbildschirm mit Hilfe der elektrischen Stimulierung der Zunge kontrollieren zu lassen – und zwar genauso gut wie mit Hilfe visuellen Feedbacks.
Der Zungen-Kontroller besteht aus einem Dünnfilmarray mit 144 Elektroden und ist ein wenig größer als eine Münze. Er wird auf die Oberfläche der Zunge gesetzt. Die Komponente liefert elektrische Impulse basierend auf visuellen Informationen – in diesem Fall den Bewegungen eines Punktes auf einem Computerbildschirm. "Das ist so wie ein niedrig auflösender Monitor mit einer Matrix aus zwölf mal zwölf Pixeln", sagt Williams. Ein ähnliches Gerät wird bereits bei Menschen verwendet, die an Gleichgewichtsstörungen leiden – die Stimulierung der Zunge teilt dem Nutzer mit, ob sein Kopf in aufrechter Position ist. Außerdem wird getestet, ob sich die Technik auch als Hilfe für blinde Menschen eignet.
Für ihr aktuelles Projekt brachten die Forscher das Zungengerät an einer Kappe an, die die elektrischen Aktivitäten des Gehirns mit Hilfe der EEG-Hirnstrommessung überwachte. Die EEG-Kappe ist Teil einer Neural-Prothese für Menschen mit schweren Lähmungen. Eine speziell entwickelte Software kann erkennen, wenn ein Benutzer daran denkt, seinen Arm oder seinen Fuß zu bewegen, was dann auch dazu verwendet wird, einen Cursor auf dem Bildschirm zu kontrollieren.
Gemessen wird beispielsweise die Gehirnaktivität, wenn ein Benutzer auf die Position eines Balles auf dem Bildschirm schaut und diese an ihr Ziel lenkt. Williams und seine Kollegen fanden heraus, dass die Freiwilligen diese Aufgabe genauso schnell und genau gut meistern konnten, wenn die Position des Balls durch ein Muster elektrischer Aktivitäten repräsentiert wurde – auf der Zunge und ohne visuelle Informationen.
Das Team hofft nun, das Gerät zur Ergänzung von Prothesen zu nutzen. "Eine künstliche Hand kann mechanisch wunderbare Dinge tun, doch wenn der Träger nichts in ihren Fingerspitzen fühlen kann, sind die Möglichkeiten der Manipulation von Gegenständen sehr beschränkt", sagt Marc Schieber, Arzt und Forscher an der University of Rochester Medical School. So merkwürdig die Zunge als Auslieferungsort sensorischer Informationen auch erscheinen mag: Laut Williams ist sie ein idealer Platz. "Das ist eines der Organe mit den meisten Nervenzellen – es gibt Rezeptoren für Geschmack, Schmerz und Temperatur."
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(bsc)
