Technik Hirnwellen kontrollieren Exoskelett-Hand

Eine Art Handschuh, der die Finger bewegen kann, haben Forschende der ETH Lausanne entwickelt. Gesteuert wird die Exoskelett-Hand über Hirnwellen.

Der Apparat wird mit Klettverschlüssen auf der Hand der Patienten befestigt, wie die ETH Lausanne (EPFL) in einer Mitteilung schreibt. Metallkabel auf den Fingern und dem Handrücken sind wie Sehnen mit einem Motor verbunden, der um die Brust geschnallt wird. Mit der Bewegung der Kabel werden die Finger gestreckt oder gebeugt.

Die Anwenderinnen und Anwender können das Exoskelett auf ihre Bedürfnisse angepasst kontrollieren. Patienten, die noch eine gewisse Kontrolle über ihre Hand haben, steuern den Handschuh mit Muskelkraft, vollständig Gelähmte können Augenbewegungen nutzen. Auch direkt über Hirnwellen kann das Exoskelett gesteuert werden.

Verbesserte Steuerung durch Feedback

Forschende um José Millán vom Campus Biotech in Genf haben die Kontrolle über Hirnwellen studiert. Sie fanden heraus, dass die Handbewegungen, die das Exoskelett auslöst, Hirnaktivität hervorrufen, die derjenigen von gesunden Bewegungen ähnlich ist.

So sind typischerweise Areale im Motorcortex der linken Gehirnhälfte aktiv, wenn die rechte Hand bewegt wird, und Regionen im rechten Motorcortex, wenn die linke Hand bewegt wird. Diese sogenannte kontralaterale Kontrolle zeigte sich auch bei der Bewegung durch das Exoskelett.

Wurden die Patienten nun gebeten, das Exoskelett mit ihren Gedanken zu steuern, wurden auch Hirnregionen auf der gleichen Seite aktiviert, also solche Areale, die normalerweise mit der Kontrolle der anderen Hand verknüpft sind. Diese Hirnaktivität, die aus der Kombination der willentlichen Kontrolle der Hand und dem Feedback aus dem Handschuh entsteht, könnte gemäss den Forschern genutzt werden, um die Steuerung des Geräts zu verbessern.

Bisher wurde das Exoskelett bei Patienten, die einen Schlaganfall oder Rückenmarkverletzungen erlitten hatten, eingesetzt. Nun wollen die Forscher den Handschuh auch zu Rehabilitationszwecken testen, wie sie im Fachjournal "IEEE Robotics and Automation Letters" berichten. Der Entwickler des Exoskeletts, Luca Randazzo, hofft, dass diese Systeme dereinst nützlich in den Alltag eingebunden werden können.

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