Handprothese mit Tastvermögen

Lebensverbesserung für Menschen mit Amputationen

| Redakteur: Jürgen Sprenzinger

Die fortschrittlichste bionische Hand der Welt
Die fortschrittlichste bionische Hand der Welt (Bild: LifeHand2)

Eine Handprothese, die ein ausreichendes Tastvermögen bietet, um ein Ei zu fassen? Sie ist bereits Realität. Die fortschrittlichste bionische Hand der Welt wurde mit Hilfe des Amputierten Dennis Aabo Sørensen getestet, der auf Anhieb Gegenstände greifen und bei verbundenen Augen feststellen konnte, was er gerade berührte.

Die Forscher haben eine neue neuronale Schnittstelle erstellt, die Sinneseindrücke von einer künstlichen Hand ans Gehirn leiten kann. Diese Schnittstelle verbindet das Nervensystem des Patienten mit den künstlichen Sensoren, die in die Prothese integriert sind. Somit kann der Verwender komplexe Hand- und Fingerbewegungen steuern.

Sørensen, dessen Hand vor zehn Jahren amputiert wurde, nahm an den Versuchen des Projekts teil: „Sie gaben mir einen Baseball, den ich greifen sollte, und zum ersten Mal seit zehn Jahren konnte ich fühlen, dass ich etwas Rundes in meiner Handprothese halte.“

Damit Sørensen die Form des Gegenstands, den er hielt, fühlen konnte, mussten Forscher zuerst eine selektive neuronale Schnittstelle entwickeln, die implantiert werden kann. „Selektiv bedeutet zum Beispiel, dass, wenn ich mit Ihnen in einer Menschenmenge spreche, ich nicht mit einer Person neben Ihnen spreche. Anders ausgedrückt haben die Elektroden eine Schnittstelle mit einigen Bereichen der Nerven und nicht mit anderen, die sich in der Nähe befinden“, erklärt der Projektkoordinator Dr. Silvestro Micera.

Micera und sein Team haben die künstliche Hand mit Sensoren ausgestattet, die Informationen zum Tasten erfassen, die in Echtzeit an den Patienten gesendet werden. Dadurch ist eine natürliche Steuerung der Hand möglich.

Erste Tests mit Bravour bestanden

Die ersten Tests bestand der Prototyp mit Bravour. Der nächste Schritt besteht darin, zwei oder drei Personen zu finden, die die Prothese mit allen Bestandteilen, die getragen oder implantiert werden können, einige Jahre lang testen. Wenn dies funktioniert, wäre der letzte Schritt ein großflächiger klinischer Versuch in von jetzt an gerechnet fünf bis sechs Jahren, mit dem ermittelt werden soll, ob die Prothese weitflächig verwendet werden kann. Dr. Micera ist der festen Überzeugung, dass die Prothese in zehn Jahren erhältlich ist.

Langfristige Finanzierung erforderlich

„Nebias“, ein von der EU finanziertes Forschungsprojekt, setzt die intensive multidisziplinäre Forschung in diesem Bereich fort, die vor vielen Jahren mit dem RP5-Projekt „Cyberhand“ aus dem Programm „Künftige und neu entstehende Technologien“ (FET, 2002–2005) begonnen wurde. Zwar konnte Cyberhand eine mechanische Hand entwickeln, jedoch erwies sich die Aufgabe der direkten Verbindung mit dem Nervensystem für eine natürliche Steuerung als zu groß für das Projekt.

Anstrengungen zum Verbinden robotischer Gegenstände mit dem Nervensystem wurden insbesondere im RP6 und RP7 weiterverfolgt. Dabei wurde eine Prototyp-Elektrode ohne Sinnesrückmeldung erfolgreich getestet und Implantationsmöglichkeiten von Elektroden in einem Nerv erforscht. Das Problem der sensorischen Rückmeldung wurde erst kürzlich gelöst. Nun nutzt Nebias, ebenfalls ein FET-finanziertes Projekt, die Prothese in vollem Umfang und entwickelt die Technologie für bionische Arme weiter.

Durch die Ergebnisse der Vorgängerprojekte, die den Grundstein bilden, ist es möglich verschiedene Probleme zu lösen und die Technologie zu verfeinern. Somit entsteht eine bahnbrechende Innovation, die das Leben vieler Amputierter in Europa und auf der ganzen Welt verbessern kann.

Innovation durch Zusammenarbeit

Diese multidisziplinäre Forschung brachte Forscher aus den Bereichen Werkstoffkunde, Computer- und Neurowissenschaften, biomedizinischer Mikrotechnologie und Elektrotechnik zusammen. In diesen verschiedenen EU-finanzierten Projekten arbeiteten Wissenschaftler aus 29 verschiedenen Einrichtungen, unter anderem aus sieben EU-Ländern (und sogar einer Teilnahme aus den USA) zusammen an einem Ziel: Entwicklung einer Handprothese, die eine natürliche Sinneswahrnehmung und Bewegung ermöglicht.

„Dies ist eine der Sachen, die ich an der EU mag“, sagt Dr. Micera und führt weiter aus: „Diese länderübergreifenden Projekte sind erstaunlich. Sie können in über 500 Millionen Menschen die besten Forscher in den verschiedenen Bereichen finden.“

Auch Nebias wurde Anfang November 2013 gestartet und läuft vier Jahre lang. Es erhält 3,4 Millionen Euro aus dem siebten Rahmenprogramm der Europäischen Kommission.

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