- Neue Technologie verstärkt Nervensignale bis zu dem Punkt, an dem sie von einer Armprothese gelesen und in Bewegungen übersetzt werden können.
- Das Gerät ermöglicht Amputierten eine präzise Kontrolle über ihre Handprothese.
- Funktioniert fast ein Jahr ohne Anpassungen.
Wissenschaftler haben eine neue Technologie entwickelt, die es Amputierten ermöglicht, einzelne Finger in ihren prothetischen Gliedmaßen zu bewegen, indem sie ihre Gedanken einsetzen.
Die sogenannte „Nerve Interface“-Technologie verwendet Muskeltransplantate, Elektroden und maschinelle Lernalgorithmen, um die schwachen Nervensignale zu verstärken, die vom Stumpf des Amputierten kommen, damit die bionische Hand diese Signale in Echtzeit empfangen kann.
Die US-Forscher sagten, dass ihre Technologie, die ohne Anpassungen fast ein Jahr lang halten kann, Amputierten eine präzise Kontrolle über ihre Handprothesen ermöglicht.
Dr. Robert Oneal, College-Professor für plastische Chirurgie an der medizinischen Fakultät der Universität von Michigan in den USA und Co-Autor der Studie, sagte:„Dies ist der größte Fortschritt in der motorischen Kontrolle für Menschen mit Amputationen seit vielen Jahren.“
„Wir haben eine Technik entwickelt, um mithilfe der Nerven im Stumpf eines Patienten eine individuelle Fingersteuerung von Prothesen bereitzustellen.
„Damit waren wir in der Lage, einige der fortschrittlichsten prothetischen Kontrollen anzubieten, die die Welt je gesehen hat.“
An der in der Fachzeitschrift Science Translational Medicine veröffentlichten Studie waren vier Teilnehmer beteiligt .
Alle Testpersonen verwendeten den LUKE-Arm von Mobius Bionics, der von einem in den USA ansässigen Unternehmen für medizinische Geräte entwickelt wurde.
Da die peripheren Nervensignale in einem amputierten Glied zu schwach sind, um von den Elektroden aufgenommen zu werden, fanden die Forscher einen Weg, diese Signale zu verstärken, indem sie die Nerven in winzige Muskeltransplantate einwickelten.
Diese Muskeltransplantate regenerierten und entwickelten dann über einen Zeitraum von drei Monaten Nerven und Blutgefäße, was das Wachstum von Nervenmassen verhinderte, die zu Phantomschmerzen in den Gliedmaßen führten.
In die Muskeltransplantate implantierte Elektroden konnten die peripheren Nervensignale aufzeichnen und in Echtzeit an eine Handprothese weiterleiten.
Dr. Oneal sagte:„Wir haben eine Möglichkeit entwickelt, die peripheren Nerven mit einem Muskelstück zu verbinden.
„Wenn ein winziges peripheres Signal den Nerv herunterkommt, geht es hinunter zum Muskel und wird zu einem riesigen Muskelsignal.“
Im Labor konnten die Teilnehmer Blöcke mit einem Zangengriff aufnehmen und ihren Daumen mit ihren Gedanken in einer kontinuierlichen Bewegung bewegen.
Außerdem konnten sie runde Gegenstände hochheben und sogar eine Version des Schere-Stein-Papier-Spiels spielen.
Dr. Cindy Chestek, außerordentliche Professorin für Biomedizintechnik am College of Engineering der University of Michigan und eine der Studienautorinnen, sagte:„Jetzt können wir also auf die Signale zugreifen, die mit der individuellen Daumenbewegung, der Daumenbewegung mit mehreren Freiheitsgraden und den einzelnen Fingern verbunden sind.
„Das eröffnet eine ganz neue Welt für Menschen, die Prothesen der oberen Extremitäten tragen.“
Die Forscher sagten, dass ihre Nervenschnittstelle bis zu 300 Tage funktionierte, ohne dass eine Neuanpassung erforderlich war.
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Studienteilnehmer Joe Hamilton, der 2013 bei einem Feuerwerksunfall seinen Arm verlor, sagte:„Es ist, als hätte man wieder eine Hand.“
„Du kannst mit dieser Hand so ziemlich alles machen, was du mit einer echten Hand machen kannst. Es bringt Sie zurück zu einem Gefühl der Normalität.“
Die Forscher suchen nun im Rahmen einer laufenden klinischen Studie nach neuen Teilnehmern.