Gehirn-Forschung: Gelähmter kann Hände wieder bewegen

Gehirn-Forschung: Gelähmter kann Hände wieder bewegen

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Das menschliche Gehirn besteht aus 100 Milliarden Nervenzellen.

von Eva Mühle

An der Technik forschen Wissenschaftler seit Jahren: Ein Querschnittsgelähmter, der seine Hände wieder bewegen kann - allein durch die Kraft seiner Gedanken. So wird Science Fiction allmählich zur Realität.

Ian Burkhart spielt am Computer. In der Hand hält der 24-Jährige eine Gitarre, die mit dem PC verbunden ist. Das Spiel zeigt ihm an, welche der bunten Tasten er drücken muss, damit es sich nach Musik anhört. Was auf den ersten Blick völlig normal wirkt, ist schon eine kleine Sensation. Denn Burkhart ist seit einem Unfall während eines Familienurlaubs querschnittsgelähmt.

Betroffen sind sowohl seine Beine als auch seine Arme. Zwar kann Burkhart seine Schulter bewegen, alle anderen Bewegungen, zum Beispiel mit seinen Fingern nach einem Glas zu greifen, sind nicht mehr möglich. Bisher.

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Denn im Rahmen einer klinischen Studie konnte er viele einfache, aber im Alltag wichtige Bewegungen wieder kontrollieren – durch die Kraft seiner Gedanken. Das berichten US-Forscher aus Ohio in einer aktuellen Ausgabe des Fachmagazins "Nature".

So bringen Sie Ihr Gehirn im Alltag auf Trab

  • Verkehrte Welt

    Tragen Sie Ihre Uhr rechts statt links oder machen Sie Tätigkeiten, die Sie sonst nur mit Ihrer bevorzugten Hand ausführen, einfach mal mit der anderen.

    Quelle: Central Krankenversicherung,  "Unser Gedächtnis"

  • Probieren Sie etwas Neues

    Lernen Sie einen neuen Tanz, eine neue Sprache, neue Kochrezepte, lernen Sie ein Gedicht auswendig oder fangen Sie an zu töpfern - eigentlich egal. Hauptsache, das Gehirn bekommt Futter.

  • Achtsam sein

    Gehen Sie ohne Einkaufszettel in den Supermarkt und überschlagen Sie beim Warten an der Kasse den Gesamtwert der Waren im Kopf. Versuchen Sie beim Musikhören die verschiedenen Instrumente zu erkennen.

  • Spielen Sie

    Memory kennt jeder aus seiner Kindheit. Das Merkspiel steigert die Konzentration und das bildhafte Gedächtnis bei Jung und Alt. Sie haben kein Memory zuhause? Dann spielen Sie es online. Da werden Sie wenigsten nicht von den eigenen Kindern abgezogen. Auch Schach ist gut für Gehirn.

  • Kreuzworträtsel

    Kreuzworträtsel sind zwar eine gute Gedächtnisübung, aber nur, wenn sie sehr schwer sind - und nicht gleich jede Antwort gegoogelt wird. Selber raten macht schlau.

  • Ernährung

    Es gibt zwar kein Brainfood, das aus einer mentalen Trantüte einen zweiten Einstein macht, aber es gibt durchaus Lebensmittel, die das Gehirn besser mit nötigen Kohlenhydraten, Proteinen, Fetten, Vitaminen und Mineralstoffen versorgen, als Schokolade und Chips. Dazu gehören unter anderem Nüsse, frischer Fisch und Früchte. Eine umfassendere Liste finden Sie hier.

  • Denkpausen machen

    Gönnen Sie sich Pausen, in denen sich auch das Gehirn erholen kann. Das funktioniert schon durch bewusstes Atmen und hilft in stressigen Situationen gleichzeitig, einen klaren Kopf zu bewahren.

Die Wissenschaftler haben Burkhart winzige Elektroden ins Gehirn verpflanzt. Diese messen die Spannungsschwankungen von Milliarden elektrisch aktiver Nervenzellen im Gehirn. Dabei reicht schon die bloße Vorstellung aus, beispielsweise die Hand zu einer Faust zu ballen, um die Neuronen in der Kommandozentrale für Bewegungen (der sogenannte Motorcortex) zu aktivieren.

Nerven bekommen wieder Impulse

Diese Signale werden anschließend an einen Computer weitergeleitet. Dessen lernende Algorithmen werten die Daten aus und übersetzen sie in konkrete Bewegungsbefehle. Diese werden wiederum an eine Manschette an Burkharts Unterarm geleitet, die winzige Stromimpulse in die Nervenbahn schickt. Das Ergebnis: Die Muskeln in der Hand können teilweise wieder arbeiten.

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Proband Ian Burkhart: Winzige Elektroden wurden in sein Gehirn implantiert. Per Kabel werden Daten vom Kopf zum PC übertragen. Am Arm trägt er eine Art Elektrodenmanschette.

Quelle: Ohio State University/ Batelle

Die US-Forscher um den leitenden Studienautor Chad Bouton sprechen von einem "neuronalen Bypass". "Die Signale in seinem Gehirn sind intakt. Durch den Unfall ist aber die Verbindung vom Gehirn über das Rückenmark zu den Muskeln im Arm blockiert", erklärt Bouton vom Feinstein Institute. Dieses Signalhindernis haben die Forscher durch die Auswertung und Umsetzung von Burkharts Gedanken umgangen.

Science Fiction wird zur Realität

Mit ihren Forschungen im Bereich Neurotechnologie ist das Team aus Ohio nicht allein. Seit Jahrzehnten versuchen Wissenschaftler auf der ganzen Welt, unsere Gedanken zu entschlüsseln, um damit beispielsweise Maschinen zu steuern. Sie arbeiten an Schnittstellen zwischen Gehirn und Computer.



Dank enormer Fortschritte bei der Rechenleistung und der Analysefähigkeit der Software wird aus Science Fiction zunehmend Realität. So konnten bereits in Versuchen Autos, Rollstühle, schwere Exoskelette oder Flugzeugsimulatoren, aber auch zunehmend Produkte aus der Unterhaltungsindustrie wie Computerspiele oder kleine Roboter via Gehirn-Computer-Schnittstelle gesteuert werden.

Querschnittsgelähmte in den USA konnten sogar mit Hilfe eines gedankengesteuerten Roboterarms selbstständig aus einer Flasche trinken oder Schokolade essen. Insgesamt 150 Unternehmen tummeln sich weltweit in der Branche. US-Marktforscher erwarten für das Jahr 2020 über 1,4 Milliarden Dollar Umsatz in diesem Feld.

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