Direkte Nervensteuerung für Prothesen

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Deutsche Forscher arbeiten an einer Nerv-Elektronik-Verbindung und wollen damit eine direkte Nervensteuerung für Prothesen ermöglichen.

Ein Team unter der Leitung der Klinik und Poliklinik für Neurologie an der Universität Regensburg startet ein Projekt, um die Nervensteuerung auch von größeren Prothesen voranzutreiben. “Es geht bei diesem Projekt vor allem um das Interface”, erklärt Michael Töpper vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM). Die Forscher setzen dabei auf spezielle Folien mit Elektronikelementen, die um Nervenenden gewickelt werden. Die Hightech-Elemente sollen Impulse drahtlos an Prothesen weiterleiten und so deren direkte Steuerung erlauben.

Zwar gibt es bereits Handprothesen, die mit aus der Unterarmmuskulatur abgeleiteten elektrischen Signalen gesteuert werden, so das IZM. Doch diese Möglichkeit besteht nicht, wenn keine geeignete Muskulatur mehr vorhanden ist. “Es liegt doch nahe, die noch vorhandenen Nerven als Impulsgeber für Bewegungen zu verwenden”, meint Wilhelm Schulte-Mattler, Neurophysiologe an der Universität Regensburg. Der Ansatz ist, verbliebene Nervenenden mit einer speziellen Folie zu umwickeln und dadurch Nervensignale für Prothesen verfügbar zu machen. Dazu enthält die Folie Leiterbahnen, die durch Kontakt mit den Nervenenden deren Impulse empfangen können.

In die Folie ist außerdem ein Mikrochip integriert, um die gewonnenen Informationen drahtlos nach außen und an Prothesen zu übertragen. Vorbild ist ein vor knapp einem Jahr vorgestelltes, etwa stechnadelkopfgroßes Interface, das Nervenimpulse durch Nadelspitzen empfangen und drahtlos an Prothesen übertragen kann. “Im Rahmen des Projekts werden die Sensorspitzen nun durch nanostrukturierte Elektroden ersetzt”, erklärt Töpper. Dadurch könne das Interface noch winziger gestaltet werden.

Das mit dem Innovationspreis für Medizintechnik des Bundesministeriums für Bildung und Forschung ausgezeichnete Projekt wird voraussichtlich im Januar 2009 starten. Erforscht soll insbesondere werden, wie Dünnfilm-Elektroden mit Nervenzellen reagieren, so Töpper. Ein Fokus wird darauf liegen, verschiedene Materialansätze für die Spezialfolien zu untersuchen. Denn nur mit möglichst körperverträglichen Materialien können beispielsweise Abstoßungsreaktionen minimiert werden. So soll das Projekt helfen, die Basis für ein Nerven-Computer-Interface zu legen.

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