Echte Gedankensteuerung für Prothesen

Bisher ließen sich Nervensignale nicht in voller Stärke nutzen, wodurch Prothesen langsamer reagierten. Signalverstärker und KI sorgen für Beschleunigung.

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(Bild: Evan Dougherty | University of Michigan Engineering)

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Forscher von der University of Michigan ist es mit Kooperationspartnern gelungen, echten gedankengesteuerten Prothesen einen großen Schritt näher zu kommen. Das schreibt Technology Review online in "Handprothese reagiert ohne Verzögerung".

"Als wir [das System] zum ersten Mal einschalteten, funktionierte es sofort", erzählt Biomechaniker Paul Cederna, der die Studie mitgeleitet hat. "Es gab keine Verzögerung zwischen Denken und Bewegung." Wie die Forscher im Fachjournal ScienceTranslational Medicine schreiben, erhielten vier Probanden in Echtzeit eine so gute feinmotorische Kontrolle über ihre Prothese, dass sie mit ihr kleine Bauklötzchen und Getränkedosen aufheben sowie Papier-Stein-Schere spielen konnten.

Um die bisherige Verzögerung zwischen Nervensignalen und Prothesenbewegung zu reduzieren, durchtrennten die Ärzte zunächst einen oder mehrere periphere Armnerven der Probanden und nähten einige der darin gebündelt verlaufende Nervenbahnen an eingesetzten Muskeltransplantaten fest. Das neue biologische Nerven-Muskel-Interface fungiert offenbar als Signalverstärker. Die Nervensignale lösen Muskelkontraktionen aus, deren elektrische Aktivität (Elektromyogramm, EMG) zum ersten Mal im Millivolt-Bereich, und damit viel stärker als bei bisherigen Studien war. Die Signale waren stark genug, um damit Maschinenlern-Algorithmen – dieselbe Sorte, die bei Schnittstellen zwischen Gehirn und Computern zum Einsatz kommen – darauf zu trainieren, die Signale in Echtzeit in Bewegungen für eine Prothese umzuwandeln.

Mehr dazu in Technology Review online in:

(vsz)