Robotischer Arm liefert Tastsinn ans Gehirn

Ein neues Verfahren soll Prothesen künftig für ihren Träger fühlbar machen.

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Von
  • Jamie Condliffe

Forscher am University of Pittsburgh Medical Center (UPMC) haben in einem Experiment einem gelähmten Menschen seinen Tastsinn wiedergegeben – und zwar über einen robotischen Arm. Dabei wurden elektrische Signale der Prothese in den sensorischen Cortex des Gehirns weitergeleitet.

Die Verwendung von Implantaten zur Erkennung von Hirnsignalen und die Bewegung von Prothesen über diesen Weg ist zwar nichts Neues. Auch wurde schon gezeigt, wie sich ein Fühlen über elektrische Signale wiederherstellen lässt. Doch die UPMC-Studie geht noch weiter, weil sie direkt den sensorischen Cortex anspricht. Dieser ist für Sinneseindrücke verantwortlich und wurde bei dem Experiment ohne Umwege stimuliert.

Der Patient bei dem Versuch, Nathan Copeland, kann weder seine Hände noch Beine bewegen, nachdem er sich den Hals gebrochen hatte. Ihm wurden insgesamt vier Elektroden im Gehirn implantiert. Zwei befinden sich im Bereich des motorischen Cortex, um einen robotischen Arm zu bewegen, zwei sitzen im sensorischen Cortex.

In Trainingssitzungen, die insgesamt sechs Monate dauerten, wurden die Elektroden mit den Sensoren einer robotischen Hand verbunden, die elektrische Signale aussendet, wenn sie Druck erkennt. Copeland fühlte anfangs noch nichts, weil die elektrischen Signale extra gering gewählt worden waren. Wurden sie verstärkt, begann der Gelähmte aber, etwas zu spüren. "Es fühlte sich an, als würden meine Finger berührt oder gedrückt", erzählt Copeland.

Menschen mit Prothesen eine Art von Tastsinn zurückzugeben, ist eine sinnvolle Sache. Berührungen geben ihnen Rückmeldung, wenn sie vergleichsweise delikate Aufgaben durchzuführen haben, etwa das Aufhängen der Wäsche oder das Falten eines Stück Papiers. Der Alltag kann sonst sehr schwer werden.

Wie die Forscher in ihrem Paper in "Science Translational Medicine" schreiben, könnte das Verfahren Informationen über den Berührungsort der Prothese geben oder den Anpressdruck übermitteln, um mit Objekten zu interagieren.

Noch gibt es für die Forscher aber einiges zu tun, bevor sich die Technik weitläufig einsetzen lässt. Noch ist der robotische Arm nicht direkt mit dem Patienten verbunden und das komplette Verfahren setzt komplexe und große Hardware voraus. Eines Tages könnte eine solche Prothese mit passenden Kompaktelektroden aber tatsächlich verfügbar sein – und Prothesenträgern und Gelähmten endlich wieder ein direkteres Gefühl für ihre Umwelt vermitteln. (bsc)