Pittsburgh (pte/17.12.2014) Forschern der University of Pittsburgh http://pitt.edu ist eigenen Angaben nach ein Durchbruch im Bereich der Gedankensteuerung gelungen. Wie die Wissenschaftler im „Journal of Neural Engineering“ berichten, haben sie mit ihrer Entwicklung einer Frau, die seit 2003 vom Hals ab gelähmt ist, ermöglicht, komplexe Bewegungen mit einem Roboter-Arm auszuführen. So kann sie nun etwa verschiedenste Objekte problemlos bewegen, einfach indem sie daran denkt. Möglich wird das über zwei spezielle Elektrodengitter, die in das Gehirn der Betroffenen implantiert worden sind.
„Noch niemals zuvor ist es gelungen, einen derart großen Spielraum der Bewegungsfreiheit zu erreichen“, zitiert der „NewScientist“ die zuständige Projektleiterin Jennifer Collinger, Assistant Professor am Department of Physical Medicine and Rehabilitation http://rehabmedicine.pitt.edu an der University of Pittsburgh. Bei Praxistests habe eine Patientin mithilfe des Robo-Arms erfolgreich mehrere verschiedene, sehr komplexe Bewegungen ausführen können. „Wir hoffen, dass wir die Möglichkeiten durch den Einsatz verschiedener Armformen noch ausweiten können“, so die biomedizinische Ingenieurin.
Lernfähiger Algorithmus
Technisch gesehen setzt das System, das Collinger und ihr Team derzeit noch ausschließlich im Labor erproben, auf mehrere Komponenten. Herzstück sind zwei spezielle Gitterstrukturen aus Elektroden, die direkt in das Gehirn – genauer: in jene Region des linken motorischen Kortex, die für die Kontrolle der Bewegungen des rechten Arms verantwortlich sind – implantiert werden. Die elektrischen Signale, die auf dem Gitter von insgesamt 96 Kontaktpunkten registriert werden, wenn der Patient an eine bestimmte Bewegung denkt, werden anschließend an einen Computer weitergegeben.
Hier kommt dann eine Software zum Zug, die die gesammelten Daten mittels eines lernfähigen Algorithmus in die gewünschten Bewegungsmuster umwandelt. Um sicherzustellen, dass der Robo-Arm auch wirklich das tut, was sein Nutzer gerade denkt, müssen Algorithmus und Patient zunächst einige Trainingseinheiten absolvieren. Sind beide erst einmal aufeinander eingespielt, kann der Betroffene den künstlichen Hightech-Arm sehr präzise steuern und zumindest viele Dinge des Alltags wieder selbständig erledigen.
Interessante Projekte
Dass Menschen, die teilweise oder am ganzen Körper gelähmt sind, von den Möglichkeiten des technologischen Fortschritts enorm profitieren können, haben bereits viele interessante Projekte in diesem Bereich gezeigt. Vor knapp einem Jahr ist es etwa Wissenschaftlern des Rehabilitation Institute of Chicago gelungen, einen Mann seine Prothese rein durch seine Gedanken steuern zu lassen (pressetext berichtete: http://pte.com/news/20130926018). Im Gegensatz zu dem von Collinger entwickelten Ansatz wurden die Bewegungsbefehle damals allerdings über die Nerven angezapft und nicht direkt im Gehirn.
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Kontakt: Markus Steiner
Foto: pitt.edu
Redaktion: Torben Gösch