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Querschnittgelähmte: Die Zunge als Fernbedienung

Für viele Querschnittgelähmte sind Steuerungsapparate, die mit dem Mund bedient werden, die einzige Chance für ein wenig Selbstständigkeit. US-Forscher arbeiten an einer besonders sensiblen Fernsteuerung - die mit der Zunge bedient wird.

Die Zunge ist ein fantastisches Sinnesorgan. Sie ist Sitz des Geschmackssinns, elementar beim Sprechen und Essen und nicht zuletzt auch fürs Küssen wichtig. Jetzt soll sie auch noch zum Steuerinstrument für elektronische Geräte werden, wenn es nach Forschern an der Hochschule Georgia Tech in Atlanta geht. "Man kann die volle Kontrolle über die eigene Umgebung haben, wenn man die Zunge bewegen kann", erklärt Projektleiter Maysam Ghovanloo. Seine Forschungsgruppe hat das Steuersystem "Tongue Drive" entwickelt, bei dem die Zunge zu einer Art universeller Joystick für die Bedienung elektronischer Geräte wird. Das System könnte insbesondere querschnittgelähmten Personen helfen, die damit sowohl einen Rollstuhl, als auch Küchengeräte oder einen Computer steuern können.

"Tongue Drive" besteht aus einer Art virtueller Tastatur, die mit einem etwa drei Millimeter breiten Magnetstreifen unter der Zungenspitze bedient wird. Die Bewegungen der jetzt magnetischen Zunge werden von Sensoren registriert, die wie auf einer Zahnspange im Unterkiefer angebracht sind. Die von den Sensoren erfassten Signale werden verstärkt, digitalisiert und drahtlos an eine Steuereinheit übertragen. Von dort aus verarbeitet eine Software die von der Zunge angestoßenen Signaldaten in Befehle zur Steuerung der unterschiedlichen Geräte.

Zunge 'rechts unten' macht den Fernseher aus

Die Nutzer können nach dem Einschalten des Systems bislang sechs verschiedene Befehle festlegen: links, rechts, vorwärts, rückwärts, Einzelklick und Doppelklick. Bei einer Demonstration des Systems fuhr ein Student mit einem Rollstuhl im Labor herum, indem er lediglich seine Zunge bewegte. Ghovanloo sagt, dass er eines Tages Dutzende weitere Befehle ergänzen wolle. "Zum Beispiel könnte 'links oben' das Licht anmachen und 'rechts unten' den Fernseher ausschalten." Erste Tests mit Studenten der Georgia Tech sind vielversprechend, und die Forschungsgruppe hat bereits externe Fördermittel an sich ziehen können. 120.000 Dollar (81.500 Euro) kommen von der National Science Foundation und 150.000 Dollar (102.000 Euro) von der Christopher and Dana Reeve Foundation.

Es bleibt noch viel zu tun. Das Team muss die Software verbessern, die Steuereinheit verkleinern, den Zungenspitzenmagneten verfeinern und die Akku-Leistung für die drahtlose Signalübertragung erhöhen.

"Sip and Puff" ermöglicht nur vier Befehle

"Tongue Drive" ist nicht das erste System, das durch Bewegungen im Kopfbereich gesteuert wird. Als Hilfe für Querschnittgelähmte gibt es etwa eine in den USA bereits relativ weit verbreitete Technik, bei der das Ein- und Ausatmen in eine Röhre als Schalter für Befehle verwendet wird. Dieses pneumatische System mit der Bezeichnung "Sip and Puff" ermöglicht aber bislang nur vier verschiedene Anweisungen, was den Einsatz von vornherein begrenzt. Andere Steuersysteme registrieren Kopf- oder Augenbewegungen, sie sind aber teuer und bislang auch oft noch fehlerträchtig. Die Zunge ist besonders flexibel und sensitiv und ermüdet auch nicht. Wie andere Gesichtsmuskeln bleibt die Zunge auch bei schweren Unfällen mit einer Schädigung der Wirbelsäule meist unverletzt, da sie direkt mit dem Gehirn verbunden ist.

Die Möglichkeiten der Zunge haben die Wissenschaftler denn auch schon lange beschäftigt. In den 60er Jahren gab es Versuche, mit Hilfe von Elektroden im Zungengewebe die Funktion einer einfachen Linse zu erhalten. In jüngeren Studien haben Bilder einer Kamera Elektroden auf der Zunge aktiviert, um Blinden die Möglichkeit zu geben, den Umriss von Objekten auf der Zunge zu erspüren. Die Reha-Branche hat hohe Erwartungen an die Tongue-Drive-Technik. "Dies könnte eine nahezu unendliche Anzahl von Schaltern und Optionen für die Kommunikation bieten", sagt Mike Jones vom Shepherd Center, einer Reha-Klinik in Atlanta. "Es ist einfach, und man könnte so eine völlig neue Sprache erlernen."

Der 26-jährige College-Student Justin Cochran nutzt bislang ein Sip-and-Puff-System zur Bedienung seines Rollstuhls. Das Design der Tongue-Drive-Technik findet er nach den Beobachtungen einer Testreihe noch "ziemlich grotesk". Aber von dem Potenzial der Technik ist er begeistert: "Man kann damit nicht nur den Rollstuhl, den Fernseher oder den Computer steuern, sondern das ganze Leben. Und es ist alles nur ein einziges System."

Greg Bluestein/AP / AP
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