Diese Woche haben Forscher der Case Western Reserve University und des Cleveland Functional Electrical Stimulation Center ein Gehirnimplantatsystem entdeckt, mit dem ein gelähmter Mann seinen Arm und seine Hand nur mit seinen Gedanken bewegen kann, berichtet Julie Steenhuysen von Reuters.
Diese Gehirn-Computer-Schnittstelle ermöglichte es dem 56-jährigen Bill Kochevar, der bei einem Fahrradunfall von den Schultern gelähmt war, seinen eigenen Arm zu bewegen und sich selbst zu ernähren - was er seit acht Jahren nicht mehr konnte.
„Ich dachte darüber nach, meinen Arm zu bewegen und ich könnte ihn bewegen. Ich habe eine Brezel gegessen, ich habe Wasser getrunken ", sagt Kochevar in einer Video-Pressemitteilung.„ Es ist ziemlich cool. Du wirst der erste auf der Welt sein, der das macht. Jetzt können wir der Welt sagen, dass es möglich ist, das Gehirn wieder zu verbinden und den Arm wieder bewegen. "
Wie Jon Hamilton von NPR erklärt, ist es aufgrund einer Rückenmarksverletzung häufig nicht möglich, dass Signale des Gehirns Muskeln im Körper erreichen. Das neue System namens BrainGate2 umgeht dieses Problem. Die Forscher veröffentlichten ihre Ergebnisse diese Woche in The Lancet.
Die Forscher implantierten zwei Sensoren auf der Oberfläche von Kochevars motorischem Kortex, die jeweils etwa die Größe einer kleinen Pille mit 96 Elektroden hatten, berichtet Steenhuysen. Diese Sensoren überwachen die neuronale Aktivität im Gehirn und senden die Signale an einen Computer. "Wir haben einen Algorithmus, der diese neuronalen Signale in die Bewegungen umwandelt, die er ausführen will", sagt Robert Kirsch, Professor für Biomedizintechnik bei Case Western und Mitautor der Arbeit, gegenüber Hamilton.
Weitere 36 in Kochevars Muskeln implantierte Elektroden leiten seine Gedanken an seinen Arm weiter. Hamilton berichtet, dass das System Kochevar erlaubt, seinen Arm auszustrecken und auf Gegenstände zu greifen. Er hat sogar herausgefunden, wie er sich mit Hilfe einer gedankengesteuerten Armstütze die Nase kratzen kann.
Das Erlernen der Bedienung des Geräts war jedoch nicht einfach. Laut einer Pressemitteilung arbeitete das Team 45 Wochen lang mit Kochevar zusammen und stimulierte und stärkte seine atrophierten Muskeln mithilfe der Elektroden. Kochevar übte seine Bewegungen auch mit dem Computeralgorithmus, um seine Gehirnwellenmuster zu lernen.
Die aktuelle Version des Systems gilt als Proof of Concept und geht nicht über das Forschungslabor hinaus. "Ich denke, was wir getan haben, zeigt, dass wir das alles zusammenfügen können und es machbar ist", sagt Kirsch zu Hamilton. "Wir können tatsächlich Signale von seinem Gehirn aufzeichnen, feststellen, was er zu tun versucht, und dies geschehen lassen." "
Aber die Forscher sagen in der Pressemitteilung, dass sie hoffen, dass das Projekt in naher Zukunft zu einem Funktionsmodell führen wird. Zu den Verbesserungen, die hinzugefügt werden sollen, gehören drahtlose Gehirnimplantate und Stimulation, um die Bewegungen präziser zu gestalten.
"Wir haben tatsächlich alles im Griff, was wir brauchen", sagt Leitautor Abidemi Bolu Ajiboye gegenüber Susan Scutti von CNN. "Es gibt keine bedeutenden neuen Entdeckungen, die wir für das System machen müssen."
Nicht jeder ist so optimistisch, dass das System zur Hauptsendezeit bereit ist. Steve I. Perlmutter, außerordentlicher Professor an der Universität von Washington in Seattle, schrieb in einem Kommentar neben der Studie, dass die Arbeit zwar "wegweisend" sei, aber "außerhalb des Labors bei weitem nicht einsatzbereit" sei.
Er sagt Scutti, dass Kochevars Bewegungen „langsam und rau“ waren und dass eine direkte Stimulation der Muskeln wahrscheinlich nicht der richtige Weg ist. Er glaubt, dass es vorzuziehen ist, herauszufinden, wie man das Rückenmark oder die Nerven stimuliert.
Trotzdem markiert die Arbeit einen wichtigen Meilenstein in der Entwicklung von Prothesen, die eines Tages gelähmten Menschen mehr Kontrolle über ihre Welt geben könnten.
