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3. September 2018

Tastsinn mit einer Prothese

Forschern der ETH Lausanne (EPFL) ist es ansatzweise gelungen, dass Menschen über ihre Prothese sowohl ein Tastgefühl wahrnehmen, als auch die Prothese als Teil des eigenen Körpers spüren.

Menschen mit einem amputierten Arm oder Bein leiden in der Regel an einer sehr zwiespältigen Wahrnehmung: Sie nehmen das nicht mehr existierende Körperteil mit einem Phantomgefühl wahr, die Prothese aber, die das amputierte Körperteil funktionell ersetzen soll, empfinden sie als fremd. Hier verspricht nun ein aktuelles Forschungsprojekt des Lehrstuhls für kognitive Neuroprothetik von Prof. Olaf Blanke an der ETH Lausanne mittelfristig eine Verbesserung für die betroffenen Menschen. In dem Forschungsvorhaben ist es den Forschern gemeinsam mit italienischen Kollegen und Prof. Silvestro Micera (ETH Lausanne) gelungen, dass Menschen mit einer Handprothese für den Mittelfinger ein Tastgefühl empfinden. Auch spüren diese Menschen die Prothese als Teil des eigenen Körpers. Ferner konnten Symptome, die zu Phantomschmerzen in enger Beziehung stehen, vermindert werden. Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher in der Fachzeitschrift 'Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry'.

Stimulation der Nerven

Der Ansatz der Forscher besteht darin, Robotikanwendungen mit Funktionen der Wahrnehmung und des Bewusstseins zu entwickeln – die Wissenschaftler sprechen in diesem Zusammenhang von 'Cognetik'. Konkret haben sie im jüngsten Projekt bei zwei Handamputierten am Armstumpf jene Nerven stimuliert, die für das Tastgefühl des Zeigefingers zuständig sind (bzw. vor der Amputation waren). Diese Stimulation wurde mit visueller Stimulation durch Virtual-Reality-Technologie kombiniert. Dazu Dr. Giulio Rognini, Seniorwissenschaftler im Labor von Prof. Blanke: „Die Nerven, die die sensorischen Informationen des Zeigefingers übermitteln, sind seit langem bekannt. Nachdem wir die Elektroden an die bestehenden Nerven angeschlossen und das Virtual-Reality-System entwickelt hatten, mussten wir intensive Tests durchführen, damit die Patienten das vom Mittelfinger der Prothese übermittelte elektrische Signal tatsächlich als taktile Wahrnehmung des (Phantom-)Mittelfingers wahrgenommen haben.“

Bis zu zehn Minuten

Entsprechende Wahrnehmungen konnten die Forscher auch im Daumen, im kleinen Finger und in der Handfläche hervorrufen, wie Giulio Rognini berichtet: „Mit unserem Vorgehen können wir das Tastgefühl an verschiedenen Stellen in der Phantomhand induzieren. Entscheidend ist, dass ein induziertes Tastgefühl mit dem Aufleuchten des entsprechenden Teils des Prothese einhergeht, in den Versuchen mittels virtueller Realität simuliert.“ Bisher stellt sich die Wahrnehmung des Tastsinns in der entsprechenden Gliedmasse für bis zu zehn Minuten ein. Im nächsten Schritt wollen die Wissenschaftler darauf hinarbeiten, dass dieser Effekt sich längere Zeit und idealerweise dauerhaft einstellt – und dass Phantomschmerzen therapiert werden können. Damit könnte eine amputierte Person ihre Prothese dann wirklich als eigenes Körperteil wahrnehmen.

Robotikexperten der ETH Lausanne helfen amputierten Menschen, ihre #Prothese als körpereigen wahrzunehmen. http://bit.ly/2NcyEr5 #iph
Prothese
Das neue Verfahren der EPFL-Forscher verbindet Neurostimulation mit virtueller Realität.
 

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