Mi, 22. November 2017

Elektroden im Gehirn

03.03.2016 14:47

Affen lenken Rollstuhl nur mit Gedankenkraft

Einen Rollstuhl allein mit Gedankenkraft steuern? In einem Versuch mit Affen ist dies jetzt gelungen. Über den neuen Ansatz einer drahtlosen Gehirn-Computer-Schnittstelle berichten US-Wissenschafter in den "Scientific Reports". Sie sehen eine Option, komplett gelähmten Menschen künftig Bewegungsmöglichkeiten zu verschaffen. Unabhängige Experten erwarten noch viel Forschungs- und Entwicklungsarbeit.

Die Wissenschafter um Miguel Nicolelis von der Duke University Medical School in Durham im US-Bundesstaat North Carolina hatten zwei Rhesusaffen mehrere Elektrodenbündel in verschiedene, für Bewegung verantwortliche Hirnbereiche implantiert.

Die gesunden, nicht gelähmten Tiere wurden dann für die Versuche in eine Box auf Rädern gesetzt. Zunächst wurde dieser Roboter-Rollstuhl ganz ohne ihr Zutun zu einer Schale mit Trauben gefahren. Bald lernten die Affen, den Rollstuhl mit Hilfe der per sogenanntem Brain-Machine-Interface übersetzten Hirnaktivierungsmuster selbst zu steuern, um zu der Traubenschale zu gelangen. Dabei verbesserten sie die Kontrolle über das Gefährt zunehmend.

Hoffnung für gelähmte Menschen
"Die Ergebnisse zeigen uns, dass im Hirn befindliche Brain-Machine-Interfaces in Zukunft auch bei schwerst gelähmten Menschen die Mobilität des gesamten Körpers wieder herstellen könnten", folgern Nicolelis und Kollegen. Elektroden wurden auch bei Menschen in bisherigen Ansätzen nicht nur extern auf der Kopfhaut verwendet, sondern auch schon ins Hirn implantiert. Dabei wurden jedoch vor allem die neuronalen Impulse für Hand- und Fingerbewegungen "gelesen" und dann auf die Bedienung eines Joysticks oder einer Armprothese übertragen.

Dass nun erstmals eine dem Hirn zuvor unbekannte Ganzkörperbewegung - das Steuern eines Rollstuhls - übersetzt wird, bewerten Experten als Fortschritt. "Neu daran ist, dass ein technisches Gerät bewegt wird, das zuvor keine Repräsentanz im Kortex hatte", sagt Prof. Gabriel Curo, Fachmann für Neurophysik an der Berliner Charite. Allerdings gebe es einige Einschränkungen: Da es sich nicht um gelähmte Affen gehandelt habe, sei nicht auszuschließen, dass auch sensorische Neuronenimpulse, etwa von minimalen Armbewegungen, beigetragen haben. Diesen Punkt wollen die US-Forscher in weiteren Studien überprüfen.

Kabel dank Funkübertragung überflüssig
Prof. Alexander Gail, Experte für sensomotorische Neurowissenschaften an der Universität Göttingen, sieht vor allem einen Fortschritt durch die Funkübertragung, die Kabel überflüssig mache. "Richtig toll kommt dieser Vorteil allerdings erst dann zum Tragen, wenn die Technik so klein sein wird, dass sie komplett unter der Haut bleiben kann."

Inwieweit gelähmte Patienten bereit sind, sich Elektrodenarrays ins Hirn einsetzen zu lassen, ist offen. "Das hängt ganz vom Patienten ab und seiner persönlichen Risiko-Nutzen-Abwägung", sagte Curo. In der aktuellen Studie schreiben die Forscher, dass Umfragen zufolge etwa 70 Prozent der Betroffenen implantierte Elektroden zur Kontrolle von Geräten akzeptieren würden. Mögliche Risiken der invasiven Technik seien Vernarbungen in der Hirnrinde, die epileptische Anfälle hervorrufen könnten, oder auch Infektionen, erklärt Curo.

Das könnte Sie auch interessieren
Kommentar schreiben

Liebe Leserin, lieber Leser,

die Kommentarfunktion steht Ihnen ab 6 Uhr wieder wie gewohnt zur Verfügung.

Mit freundlichen Grüßen
das krone.at-Team

Kommentare
324

User-Beiträge geben nicht notwendigerweise die Meinung des Betreibers/der Redaktion bzw. von Krone Multimedia (KMM) wieder. In diesem Sinne distanziert sich die Redaktion/der Betreiber von den Inhalten in diesem Diskussionsforum. KMM behält sich insbesondere vor, gegen geltendes Recht verstoßende, den guten Sitten oder der Netiquette widersprechende bzw. dem Ansehen von KMM zuwiderlaufende Beiträge zu löschen, diesbezüglichen Schadenersatz gegenüber dem betreffenden User geltend zu machen, die Nutzer-Daten zu Zwecken der Rechtsverfolgung zu verwenden und strafrechtlich relevante Beiträge zur Anzeige zu bringen (siehe auch AGB).