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Künstliche Fingerspitze mit Tastsinn

Prothese kann zuverlässig die Texturen von Oberflächen ertasten.

01.04.2016 • 1 Kommentar

Eine Unterarmamputation schränkt nicht nur die motorischen Fähigkeiten ein, sondern bedeutet auch den Verlust des Tastgefühls. Forscher in aller Welt arbeiten an einer bidirektionalen Prothese, die Sensorik und Feinmotorik kombiniert und dabei das Gehirn in die Steuerung mit einbezieht. Jetzt haben die Forscher die Technik so verfeinert, dass ein Patient, dem vor zehn Jahren der Unterarm amputiert wurde, mit einer künstlichen Fingerspitze Glätte und Rauheit von Oberflächen ertasten konnte.

Schon vor zwei Jahren entwickelte ein Forscherteam aus Lausanne eine Unterarmprothese, die dem Träger ein grobes Tastempfinden vermittelte. Der Proband konnte dabei den Unterschied zwischen einer weichen Tomate und einer festen Kugel erspüren. Nun haben die Wissenschaftler diese Technik verfeinert. Das MEMS "Micro Electro Mechanical System" ermöglicht dem Benutzer täuschend echte Sinneseindrücke wahrzunehmen.

Das MEMS besteht aus vier piezoelektrischen Drucksensoren. Bei Berührung einer Oberfläche werden die Sensoren aktiviert und als elektrische Signale dem Computer übermittelt. Dort errechnet sich eine Abfolge von Nervenimpulsen. Der Computer schickt die Impulse an ein Implantat im Medianusnerv am Oberarm des Prothesenträgers. Der Patient erlebt die eintreffenden Sinneseindrücke als täuschend echt.

Er habe die Berührung mit der Zeigefingerspitze seiner Phantomhand wahrgenommen, berichtet der Patient. In 96 Prozent seiner Wahrnehmungen lag der Proband beim Erkennen einer rauen oder glatten Oberfläche richtig. Auch das EEG zeigte plausible Aktivitäten. Die Wissenschaftler haben die Elektroden, wie es das Gesetz der EU verlangt, wieder explantiert.

Aber eine Operation ist wahrscheinlich gar nicht nötig, da sich die Signale auch perkutan übertragen lassen. Das zumindest hat ein Neurologe herausgefunden, der bei vier gesunden Menschen in die Haut oberhalb des Medianus stach. Zu 77 Prozent konnten die Probanden dabei die Textur erkennen, über die der künstliche Finger strich. Die Experimente zur sensiblen Unterarmprothese befinden sich aber noch in der Grundlagenforschung.

Ul.Ma / physio.de

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