Aktualisiert 16.05.2012 21:40

Kraft der Gedanken

Hirn-Chip lässt Gelähmte wieder Zugreifen

Selbstständig eine Tasse Kaffee zu trinken, ist für Tetraplegiker ein Ding der Unmöglichkeit. Ein Gehirn-Chip und Roboterarm könnten dies künftig ändern.

Fast 15 Jahre war eine Amerikanerin nach einem Hirnschlag vom Hals abwärts gelähmt. Nun kann sie wieder selbstständig Kaffee trinken. Der Arm, den die 58-jährige Frau dazu bewegt, ist nicht ihr eigener, sondern ein in Deutschland entwickelter Roboter-Arm. Sie steuert ihn über ein in ihr Gehirn eingesetztes Implantat, und zwar allein mit der Kraft ihrer Gedanken.

Von diesem und einen weiteren Versuch mit einem 66-jährigen Mann berichtet ein Forscherteam aus Deutschland und den USA im Fachblatt «Nature». Das Kaffeetrinken sei die bisher komplexeste Funktion, die je über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle ausgeführt wurde, schreiben die Wissenschaftler.

Eine praktische Anwendung der Technik sei trotz der Erfolge jedoch noch Jahre entfernt, betont Hauptautor Leigh Hochberg von der Brown University in Providence.

Das Gehirnimplantat funktioniert wie ein Sensor, der über winzige Elektroden die Nervensignale aus dem Gehirn an einen Computer leitet. Dieser ist mit einem Roboter-Arm verbunden und wandelt die Nervensignale in Bewegungen um. Der Arm stammt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Oberpfaffenhofen.

Über Gehirnimplantat Computer gesteuert

In ihrem Bericht stellen die Forscher einen weiteren durch Hirnschlag gelähmten Patienten vor. Der 66-Jährige bekam fünf Monate vor Beginn der Tests das Hirnimplantat. Beide Probanden hatten in ersten Experimenten zunächst trainiert, über das Implantat kraft ihrer Gedanken einen Computer-Cursor zu steuern.

Um den Roboterarm zu bewegen, stellten sich die Patienten dann einfach vor, sie würden die Bewegungen mit ihrem eigenen Arm ausführen. Besonders anstrengend sei das nicht, berichteten die beiden nach den Versuchen.

Als sie das erste Mal nach 15 Jahren den Strohhalm berührte, habe die Frau gelächelt. «Das war für alle Beteiligten ein grosser emotionaler Moment», sagte DLR-Projektleiter Patrick van der Smagt. Die Forscher hoffen, dass künftig noch viel geschicktere Bewegungen möglich sein werden. Doch schon das einfache Greifen sei für solche Menschen enorm befreiend, da sie wieder selbständig essen und trinken könnten.

Derzeit werde das Implantat - und damit der Patient - noch über Kabel mit dem System verbunden, erläuterte Hochberg. Wünschenswert sei eine kabellose Signalübertragung. Ein Fernziel sei es, das Gehirn nicht mit einem Roboter-Arm zu verbinden, sondern direkt die gelähmten Muskeln anzusteuern und diese etwa über ein entsprechendes Gerät elektrisch zu stimulieren. In Affen seien solche Versuche erfolgversprechend verlaufen.

Die Entwicklung des genutzten Braingate-Systems wurde von den US- Gesundheitsbehörden NIH gefördert. Für eine solche Technik seien Jahrzehnte an Forschung nötig gewesen, betonte NIH-Abteilungsleiter Story Landis. (sda)

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