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Forschung: Gedankenübertragung überwindet Lähmungen

US-Forscher haben herausgefunden, wie gelähmte Patienten Bewegungen ausführen können, zu denen sie wegen ihrer Rückenmarksverletzung eigentlich nicht im Stande sein dürften. Das Geheimnis heißt Gedankenübertragung.

John Donoghue und seine Kollegen von der Brown Universität in Providence, Rhode Island, berichten in der Fachzeitschrift "Nature" von einem Experiment mit einem 25-jährigen, vom Hals abwärts gelähmten Mann, der seine Bewegungsfähigkeit durch einen Messerstich in den Rücken verloren hatte. Der Stich durchtrennte sein Rückenmark, was immer eine Lähmung abwärts von der verletzten Stelle nach sich zieht.

Bei dem Experiment wurden ins Gehirn des Patienten 96 Elektroden gesetzt, die die Aktivität einzelner Gehirnzellen registrieren. Die Forscher wählten jene Region, die bei gesunden Menschen für die Steuerung von Armbewegungen zuständig ist. Ein Computer entschlüsselte die Muster in der Aktivität der angezapften Hirnzellen und übersetzte sie in Befehle für Bewegungsabläufe. Diese wurden wiederum benutzt, um ein äußeres Hilfsmittel zu steuern - zum Beispiel einen Computercursor oder eine Armprothese.

Computer macht Arme wieder beweglich

Allein durch die Vorstellung einer bestimmten Bewegung gelang es dem Patienten anschließend, mithilfe der Prothese in Echtzeit einfache Bewegungen, wie das Aufheben von Bonbons, auszuführen. Der Patient formulierte die Bewegung als Gedanken im Kopf und der Computer wandelte sie in ein Signal um, das letztendlich die Bewegung verursachte.

Mit ihrem Versuch konnten Donoghue und seine Kollegen erstmals zeigen, dass das Gehirn auch Jahre nach einer Rückenmarksverletzung noch in der Lage ist, die Signale für Bewegungen zu produzieren. Die Messerstichverletzung hatte der Patient bereits im Jahr 2001 erlitten, die Elektroden wurden jedoch erst 2004 eingesetzt. Ein Anbringen der Elektroden außerhalb des Kopfes, wie man sie etwa von einem EEG kennt, führte nicht zu dem entsprechenden Ergebnis.

Prothesen mit Science-Fiction-Charakter

Dass solche neuro-motorischen Prothesen in Zukunft deutlich schneller und präziser werden könnten, zeigt eine Studie der Forscher um Gopal Santhanam von der Universität in Stanford, die in der gleichen "Nature"-Ausgabe vorgestellt wird.

Mit einem neuen mathematischen Algorithmus gelang es den Wissenschaftlern, die Übersetzung der Nervenimpulse so schnell zu machen, dass innerhalb von 250 Millisekunden eine exakte Position der Prothese angesteuert werden kann. Mit dieser Geschwindigkeit wäre es einem Patienten beispielsweise möglich, 15 Wörter pro Minute zu tippen. Bisher wurde diese Technik jedoch nur an Affen erprobt.

DDP/DPA / DPA

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