Durchbruch: Prothesen könnten sich bald „echt“ anfühlen

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Ein Forschungsteam unter Leitung der MedUni Wien hat große Fortschritte bei der Entwicklung bionischer Prothesen gemacht.

Trotz enormer wissenschaftlicher Fortschritte fühlten sich künstliche Extremitäten für Patient:innen bisher weniger natürlich oder intuitiv an. Nun hat ein Forschungsteam unter Leitung von Oskar Aszmann von der MedUni Wien einen Durchbruch erzielt: Durch die Entwicklung einer neuartigen Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine konnte erstmals das Gefühl der verlorenen Gliedmaße wiederhergestellt werden. Die kürzlich im renommierten Fachjournal „Nature Communications“ publizierten Studienergebnisse können die Wahrnehmung der Prothese als gleichsam eigenen Körperteil ermöglichen. Auf der Suche nach Möglichkeiten für eine verbesserte prothetische Kontrolle und ein natürlicheres Körpergefühl führten die Wissenschafter:innen rund um Aszmann die bisher detailreichste Untersuchung einer biologischen Schnittstelle zwischen Patient:in und Prothese durch. Dabei wurde ein Nerv, welcher sowohl sensorische als auch motorische Fasern beinhaltet, mit einem nicht dazugehörigen Muskel verbunden, auf welchem zusätzlich ein Hauttransplant angenäht wurde. „Der Nerv wuchs daraufhin in Muskel und Haut ein und bildete neue, funktionale Verbindungen mit den Muskelfasern sowie Rezeptoren, welche Bewegungen und Berührungen wahrnehmen – ein Vorgang, den wir Reinnervation nennen“, berichtete Studienleiter Aszmann.

Wie die Untersuchungen am Tiermodell zeigten, kann ein durchtrennter Nerv, wie er beispielsweise nach der Amputation einer Extremität vorliegt, zu zuvor nicht verbundenen Muskeln und Haut umgeleitet und damit der Informationsfluss wiederhergestellt werden. „Auf diese Weise haben wir eine neuromuskuläre Landschaft im Amputationsstumpf geschaffen, welche die verlorene Gliedmaße abbildet“, erklärte Aszmann. Bei dieser neu entwickelten Mensch-Maschine-Schnittstelle zeigte sich den Forscher:innen ein außerordentlich dichtes Nervenfasernetz in der transplantierten Haut, welches Verbindungen zu den natürlichen Berührungssensoren wiederherstellte. Darüber hinaus erwiesen sich die darin befindlichen Sinnesorgane der Muskeln (Muskelspindeln) in einer so robusten Weise reinnerviert, dass sie die Prothesensteuerung in einem bisher unerreichten Maß verbessern können. Im Klartext schaffen die Studienergebnisse die Möglichkeit, dass Patient:innen ihre künstliche Extremität so spüren und bewegen können, als würde sie zum eigenen Körper gehören. Im nächsten Schritt sollen die Erkenntnisse aus dem Tiermodell in Untersuchungen an Patient:innen mit bionischen Prothesen bestätigt werden. „Ich bin überzeugt, dass die Methode auch beim Menschen funktioniert“, meinte Aszmann. (kagr)

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