Gehirn-Forschung Gelähmter kann Hände wieder bewegen

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.

Das menschliche Gehirn besteht aus 100 Milliarden Nervenzellen. Quelle: dpa

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.

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

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.

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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