Neurowissenschaft
Wie Gedanken Prothesen zum Leben erwecken
Je natürlicher die Position einer Armprothese, desto präziser die Steuerung – so lautet das Ergebnis einer Bochumer Studie zu Gehirn-Computer-Schnittstellen in der Therapie von Schwerstgelähmten.
Invasive Gehirn-Computer-Schnittstellen zielen darauf ab, die Lebensqualität schwerstgelähmter Menschen zu verbessern. Bewegungsintentionen werden im Gehirn ausgelesen und diese Informationen genutzt, um robotische Gliedmaßen zu steuern. Welche Fehler bei der Kommunikation zwischen Gehirn und robotischer Prothese auftreten können und welche davon besonders ins Gewicht fallen, hat ein Forschungsteam am Knappschaftskrankenhaus Bochum Langendreer, Klinikum der RUB, untersucht.
Mithilfe eines Virtual-Reality-Modells fanden die Forscherinnen und Forscher heraus, dass eine fehlerhafte Ausrichtung der Prothese, des sogenannten End-Effektors, zu einem messbaren Leistungsverlust führt. Die Ergebnisse veröffentlichten die Bochumer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Dr. Christian Klaes aus der Abteilung Neurochirurgie am 25. Februar 2021 in der Zeitschrift „Scientific Reports“.
Roboterarm wird idealerweise ins Körperschema aufgenommen
Aus den Ergebnissen deuteten die Forschenden, dass eine natürlich positionierte Prothese die Leistung von Patientinnen und Patienten mit invasiver Gehirn-Computer-Schnittstelle signifikant verbessern könnte. Sie nehmen auch an, dass sich eine Verankerung des Roboterarms in das eigene Körperbewusstsein positiv auswirken und die motorische Leistung steigern würde. Idealerweise beziehe ein Patient, der eine Gehirn-Computer-Schnittstelle verwende, den Roboterarm in sein eigenes Körperschema mit ein.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unterstrichen in ihrer Studie abschließend die Bedeutung der Entwicklung von End-Effektoren, die eine bessere Verkörperung und eine natürlichere Positionierung ermöglichen.
„Die Zukunft der Forschung liegt nun darin, die wissenschaftlichen Ergebnisse mithilfe der Ingenieurwissenschaften zum Patienten zu bringen“, so Robin Lienkämper. Er rechne damit, dass durch das Engagement der Wirtschaft bereits in fünf bis zehn Jahren alltagstaugliche Anwendungen vorliegen würden.
