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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Affen füttern sich mit Neuroprothesen selbst |
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| | | "Neuroprothesen" werden immer wirkungsvoller: US-Forscher haben eine Armprothese entwickelt, mit der sich Affen alleine Kraft ihrer Gedanken füttern können. Möglich wird dies durch den Einbau von Elektroden in ihren für Bewegung zuständigen Hirnbereich. |
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Die "Neuroprothese" ermöglicht im Vergleich zu Vorgängermodellen eine bisher unerreichte Natürlichkeit in der Beweglichkeit und ein unkompliziertes Zusammenspiel mit der Umwelt, berichten die Forscher um Andrew Schwartz von der University of Pittsburgh.
Gelähmten oder Menschen mit amputierten Gliedmaßen könnten solche Prothesen helfen, ein unabhängigeres Leben zu führen.
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Die entsprechende Studie "Cortical control of a prosthetic arm for self-feeding" ist am 28.5.08 online in "Nature" erschienen(doi:10.1038/nature06966). |
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 Abstract der Studie |
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Gelenke, Greifer und Elektroden im Gehirn |
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Die neue Armprothese besitzt ein Schulter- sowie Ellenbogengelenk und einen Greifer als Hand. Die Elektroden, über die die Bewegungen gesteuert werden, implantierten die Forscher direkt in den sogenannten Motorcortex des Gehirns.
Dort werden allein beim Gedanken an bestimmte Bewegungen Nervensignale erzeugt - auch wenn die Bewegung selbst aufgrund einer Verletzung oder Erkrankung der Nerven oder Muskeln nicht mehr möglich ist.
Die Elektroden nehmen die Signale auf und leiten sie an einen Computer weiter, der sie schließlich in die entsprechende Bewegung der Prothese umsetzt.
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Fast natürliche Bewegungen
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Die Wissenschaftler testeten die Versuche nun an Affen, deren eigenen Arme am Körper fixiert wurden. Die Prothese wurde den Tieren an einer Schulter angebracht.
Nach einer Lernphase von einigen Tagen, gelang es den Affen nun, ihren Roboterarm zielgerichtet auszustrecken, nach einer Frucht zu greifen, diese zum Mund zu führen und aufzuessen - und zwar in geschmeidigen und fast natürlichen Bewegungsabläufen (siehe Video).
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Ersatz für eigene Arme |
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Die Tiere konnten die Bewegungsrichtung der Prothese schnell ändern - etwa wenn ein Forscher spontan die Frucht an eine andere Stelle legte.
Auch Hindernisse umschifften sie elegant und selbst Essensreste im Mundwinkel schoben sich die Tiere mit dem Roboterarm vorsichtig in den Mund. Kurzum: die Affen nahmen die Prothese als Ersatz ihrer eigenen, fixierten Arme wahr.
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Aber: Viele Hindernisse noch zu zu überwinden |
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Trotz der vielversprechenden Ergebnisse sei die Prothese an sich nichts grundsätzlich Neues, schreibt John Kalaska von der Universite de Montreal (Kanada) in einem Kommentar. Zudem müssten noch Hindernisse überwunden werden, bevor solche Prothesen breit angewendet werden.
So müsse die Funktionsfähigkeit der Elektroden auch für längere Zeiträume sichergestellt und die dazugehörenden Computer auf tragbare Größe gebracht werden.
Wichtig sei zudem, in die Prothesen Sensoren zu integrieren, die dem Benutzer eine Rückmeldung über die Bewegungen liefern, etwa damit ein Gegenstand beim Aufheben weder zerquetscht wird, noch wegen zu geringer Kraftausübung aus dem Greifer rutscht.
[science.ORF.at/dpa, 28.5.08]
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Mehr zu dem Thema in science.ORF.at:
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01.01.2010 |
