Eine gelähmte Frau kann dank eines von US-Forschern entwickelten Sensors im Gehirn ohne fremde Hilfe Kaffee trinken.
Es klingt nach Science-Fiction und ist doch Realität: Eine vom Hals abwärts gelähmte Frau kann dank eines von US-Forschern entwickelten Roboterarms und eines Sensors im Hirn ohne fremde Hilfe eine Flasche zum Mund führen. "Erstmals seit fast 15 Jahren hat sie aus eigenem Willen etwas anheben können", sagt der US-Neurologe Leigh Hochberg begeistert, der an diesem spektakulären Fortschritt in Sachen Schnittstelle Hirn-Maschine beteiligt war.
Im Mittelpunkt der im Fachblatt "Nature" vorgestellten Studie steht ein Hirn-Computer-Interface namens BrainGate2 - eigentlich aber die 58-jährige Cathy Hutchinson. Sie erlitt vor 15 Jahren einen Hirnschlag, der ihren Hirnstamm schwer schädigte. Seither ist sie vollständig gelähmt und kann nicht mehr sprechen. Nach ihrem Infarkt konnte sie sich nur mit Augenbewegungen bemerkbar machen und litt unter dem sogenannte Locked-in-Syndrom. Mittlerweile kann sie wieder ihren Kopf leicht bewegen, gelegentlich kommt es zu Zitterbewegungen in den Armen.
Hutchinson erhielt so wie ein zweiter Leidensgenosse einen Sensor in die Hirnrinde implantiert. Das vier mal vier Millimeter kleine Ding besteht aus 96 feinsten Elektroden, mit denen die elektrische Aktivität der angezapften Nervenzellen aufgezeichnet wird - und es wurde genau an jener Stelle platziert, wo normalerweise die elektrischen Impulse für willentliche Bewegungen im Arm entstehen.
Über feinste Golddrähte wird diese Information von dieser Schnittstelle weg an die Schädeldecke geleitet. Und von dort schließlich wird sie über einen Computer und an den Roboterarm weitergeleitet.
Der erfolgreiche Versuch vom April vergangenen Jahres ist Teil einer andauernden klinischen Testreihe zu dem Roboterarm. Die Forscher um John Donoghue (Brown University in Providence) hatten vor sechs Jahren vom Hals abwärts gelähmte Patienten mit ihren Gedanken einen Cursor auf einem Computerschirm bewegen lassen. Die neue Anwendung geht weit darüber hinaus. Denn die Bewegung eines Roboterarms mit seinen Gelenken ist viel komplizierter als das Verschieben eines Computer-Cursors. Auch findet die Armbewegung nicht auf einer Fläche, sondern im dreidimensionalen Raum statt.
Die erfolgreichen Experimente mit BrainGate2 - in vier von sechs Versuchen war Hutchinson erfolgreich - zeigen laut den Forschern das Potenzial von Hirn-Computer-Interfaces. Aber sie seien noch stark verbesserungsbedürftig: Bei den beiden Patienten musste stets ein Techniker zugegen sein, der das System vor dem Gebrauch in einer halbstündigen Prozedur entsprechend einstellte.
BrainGate soll im Idealfall in zehn Jahren marktreif sein. Dann sollte das System auch komplexere Alltagsaufgaben wie etwa das Zähneputzen für Patienten übernehmen können.
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