Chip im Hirn Querschnittsgelähmter spürt Roboterhand

Das war der Zeigefinger: Bei einem Experiment konnte ein Querschnittsgelähmter fühlen, wenn jemand einen Roboterarm berührte. Möglich machte das ein Chip in seinem Gehirn.

Roboterarm sendet Signale an Chip im Kopf
UPMC/ Pitt Health Sciences

Roboterarm sendet Signale an Chip im Kopf


Forscher haben einem querschnittsgelähmten Mann ein Stück seiner körperlichen Gefühle zurückgegeben. Der 28-Jährige, der seit zehn Jahren gelähmt ist, konnte Berührungen an einer Handprothese spüren und den jeweiligen Fingern zuordnen. Solche Rückmeldungen sind wichtig, um etwa beim Greifen eines Bechers nicht zu stark zuzudrücken.

Vor den Experimenten hatte das Team um Robert Gaunt von der University of Pittsburgh dem Mann zwei Chips in das Areal der Großhirnrinde eingepflanzt, das für die Wahrnehmung der rechten Hand zuständig ist. Jeder der Chips enthielt 60 in Gitterform angeordnete Elektroden, beschreiben die Wissenschaftler im Fachblatt "Science Translational Medicine".

Wärme, Druck, Vibration

Ab der vierten Woche nach der Implantation spürte der Mann, wenn die Forscher die Elektroden aktivierten. Die Gefühle wie Wärme, Druck oder Vibration schienen von einem großen Teil des Zeigefingers und vom gesamten vorderen Teil der Innenfläche der Hand zu kommen - nicht allerdings von den Fingerspitzen. Die Empfindungen beschrieb der Patient zu einem Großteil als "irgendwie natürlich". Zudem ordnete er verschiedene Reize unterschiedlichen Stellen der Hand zu.

Zu diesem Zeitpunkt wurden alle Empfindungen künstlich erzeugt. Mithilfe der Elektroden aktivierten die Forscher das Gehirn so, wie es vor der Querschnittslähmung des Patienten Nervenimpulse bei der Berührung der Hände getan hatten. An der Hand selbst passierte nichts. In einem zweiten Schritt des Experiments kombinierten die Forscher diese Möglichkeit, das Gehirn zu stimulieren, allerdings mit einer Armprothese, die mit Sensoren ausgestattet war.

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Berührten die Forscher einen Finger der Prothese, registrierten das die Sensoren. Ein Computer verwandelte das Signal anschließend in eine Information für den Chip im Kopf des Mannes, der wiederum das Gehirn aktivierte. Die Versuche waren erfolgreich: In den meisten Fällen (84 Prozent) gelang es dem Mann, Berührungen an der Prothese den jeweiligen Fingern richtig zuzuordnen. Diese Fähigkeit blieb über den gesamten Verlauf der sechsmonatigen Versuche erhalten.

Einmalige Studie

So etwas sei erstmals mit implantierten Elektroden am Menschen gelungen, sagt Rüdiger Rupp, der nicht an der Studie beteiligt war. Der Experte von der Klinik für Paraplegiologie der Uniklinik Heidelberg lobt auch, dass der Effekt ein halbes Jahr lang anhielt. Dies sei keinesfalls selbstverständlich, da das Implantieren der Elektroden Nervenzellen schädigen könne.

"Das ist eine sehr seriöse Arbeit, die die eigenen Erfolge nicht überbewertet", so Rupp. Es sei um Grundlagenforschung gegangen und nicht darum, den Alltag des Patienten zu verbessern. Allerdings mache der Erfolg Hoffnung. Letztlich gelte es zu zeigen, dass man eine Querschnittlähmung technisch überbrücken kann - indem ein Patient die haptischen Empfindungen nutzt, um bei einer Neuroprothese die Stärke des Greifens anzupassen.

irb/dpa



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