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Gelähmte testen Rollstühle mit Gedankensteuerung

Montag, 17. Juni 2019

Die ersten Patienten haben das Training mit dem BCI-System absolviert: Sie waren in der Lage, einen Parcours erfolgreich im Rollstuhl zu befahren. /dpa
Die ersten Patienten haben das Training mit dem BCI-System absolviert: Sie waren in der Lage, einen Parcours erfolgreich im Rollstuhl zu befahren. /dpa

Bochum – Gelähmte Patienten testen derzeit am Berufsgenossenschaftlichen Univer­sitätsklinikum Bergmannsheil spezielle Rollstühle, die sich mit Gedankenkraft steuern lassen. Eine Forschungsgruppe aus Medizinern und Ingenieuren will in der klinischen Studie mit zunächst zehn Probanden herausfinden, wie Gedankensteuerung mittels Hirn-Computer-Schnittstellen (Brain-Computer-Interface, BCI) in einer realitätsnahen Umgebung am Patienten funktio­niert. Das Projekt wurde heute in Bochum vorgestellt.

Vier von zehn Patienten in dem Forschungsprojekt könnten nach einem mehrwöchi­gen Training den Rollstuhl inzwischen durch einen einfachen Hindernisparcours steu­ern, berichtete Ramon Martínez-Olivera, Neurochirurg am Klinikum Bergmannsheil.

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Die autonome Fahrt verlangt von den Patienten hohe Konzentration und Motivation. Bis die innovative Technik im Alltag für Gelähmte nutzbar sei, sei es noch ein weiter Weg, sagen die Forscher.

Damit das BCI Gehirnimpulse in Steuerungsbefehle übersetzen kann, wird dem Anwender zunächst eine Enzephalographie-Haube (EEG) auf den Kopf gesetzt. So kann die elektrische Hirnaktivität des Anwenders gemessen werden. Dann müssen Mensch und Maschine in einem Training voneinander lernen, welcher Impuls mit welcher Bewegungsidee verknüpft ist, um später auf diese Weise miteinander kommunizieren zu können.

BCI-System übersetzt vorgestellte Bewegung in einen Steuerungsbefehl

Im ersten Schritt erfasst das BCI-System die elektrischen Gehirnsignale im Ruhezustand des Patienten. Im zweiten Schritt stellt sich der Patient bestimmte Bewegungsmuster vor, beispielsweise das Bewegen der Hände oder der Füße. Das System gleicht die unterschiedlichen Aktivitätsmuster des Ruhezustandes und die Aktivitätsmuster der jeweiligen Bewegungsideen miteinander ab. So „lernt“ das BCI-System, die vorgestellte Bewegung zu erfassen und sie in einen Steuerungsbefehl zu übersetzen.
 
Um die Sicherheit des Fahrers zu gewährleisten, kann der Rollstuhl im Bedarfsfall selbst stoppen. Dies funktioniert dank künstlicher Intelligenz. An der Vorderseite des Rollstuhls befinden sich eine Infrarot-Kamera und ein Laserscanner. Diese Systeme generieren zwei 3-D-Karten, die miteinander verknüpft werden. Die eine beschreibt die beabsichtigte Route, die andere erfasst die Hindernisse, die sich auf der Zielroute befinden. Wenn der Fahrer auf ein Hindernis zusteuert und eine Kollision droht, stoppt der Rollstuhl von selbst.

„Noch ist unser Projekt reine Grundlagenforschung“, erklärt Ramón Martínez-Olivera vom Bergmannsheil. „In Zukunft aber könnten querschnittgelähmte Menschen, die weder Beine noch Arme bewegen können, mit einem solchen System ein großes Stück Selbstbestimmung und Mobilität zurückgewinnen.

Auch neue Rehabilitationsmöglichkeiten für Patienten mit Lähmungen werden mit BCI-Systemen untersucht.“ Der Weg aus dem Labor in die Klinik sei ein wichtiger Schritt für die Grundlagenforschung auf dem Gebiet, betonten die Forscher. Technisch unterstützt werden die Bochumer Mediziner von Forschern der Technischen Hochschule in Lausanne. © dpa/aerzteblatt.de

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