Präzise Neuroprothesen: Fortschritte in der Handsteuerung

GÖTTINGEN / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Wissenschaftler haben einen bedeutenden Fortschritt in der Entwicklung von Neuroprothesen erzielt, der die Präzision und Praktikabilität dieser Technologien für alltägliche Aufgaben erheblich verbessern könnte.

Die jüngsten Fortschritte in der Neuroprothetik versprechen, die Lebensqualität von Menschen mit Lähmungen oder neurodegenerativen Erkrankungen erheblich zu verbessern. Forscher haben eine innovative Methode entwickelt, die es ermöglicht, Neuroprothesen mit größerer Präzision zu steuern, indem sie sich auf neuronale Signale konzentrieren, die mit Handhaltungen verbunden sind. Diese Entwicklung könnte den Weg für Prothesen ebnen, die feinmotorische Fähigkeiten wiederherstellen und so alltägliche Aufgaben wie das Tragen von Einkaufstaschen oder das Einfädeln eines Fadens in eine Nadel erleichtern.

In einer Studie mit Rhesusaffen demonstrierten die Forscher, dass die Kontrolle virtueller Hände durch die Analyse von Handhaltungssignalen erheblich verbessert werden kann. Diese Signale erwiesen sich als entscheidend für die präzise Steuerung der Prothesen, da sie die feinen motorischen Fähigkeiten der Tiere genau nachahmten. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Handhaltungen, im Gegensatz zur Bewegungsgeschwindigkeit, der Schlüssel zur besseren Steuerung von Prothesen sind.

Die Forscher arbeiteten mit Rhesusaffen, die aufgrund ihrer hochentwickelten Nervensysteme und ausgeprägten Feinmotorik besonders geeignet für die Erforschung von Greifbewegungen sind. Die Affen wurden darauf trainiert, eine virtuelle Avatar-Hand auf einem Bildschirm zu bewegen, während ihre eigenen Handbewegungen mit einem Datenhandschuh aufgezeichnet wurden. Diese Daten bildeten die Grundlage für die Entwicklung eines Algorithmus, der die neuronalen Daten in Bewegungen umsetzt.

Ein entscheidender Aspekt der Studie war die Anpassung des Algorithmus, um nicht nur das Ziel einer Bewegung zu berücksichtigen, sondern auch den Ausführungsweg. Diese Anpassung führte zu den genauesten Ergebnissen, die bisher erzielt wurden. Die Forscher konnten zeigen, dass die Bewegungen der Avatar-Hand mit den zuvor aufgezeichneten Daten der realen Hand vergleichbar präzise ausgeführt wurden.

Die Implikationen dieser Forschung sind weitreichend. Die Erkenntnisse könnten genutzt werden, um die Funktionalität zukünftiger Gehirn-Computer-Schnittstellen zu verbessern und damit auch die Feinmotorik von Neuroprothesen. Dies könnte Menschen mit Lähmungen oder neurodegenerativen Erkrankungen helfen, ihre Mobilität und Unabhängigkeit zurückzugewinnen.

Die Studie wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Horizon 2020 Projekt B-CRATOS der Europäischen Union unterstützt. Diese Unterstützung unterstreicht die Bedeutung der Forschung für die Entwicklung neuer Technologien, die das Potenzial haben, das Leben von Menschen mit Behinderungen grundlegend zu verändern.