Wissenschaftler stellten am Dienstag (18) ein neues gehirngesteuertes Exoskelett vor, das in einer Partnerschaft zwischen der Korea University in Südkorea und der Technischen Universität Berlin in Deutschland entwickelt wird.

Ziel dieses Projekts ist es, gelähmten Menschen das Gehen mit Hilfe von Geräten zu ermöglichen, die direkt vom Gehirn gesteuert werden. In Tests mit gesunden Freiwilligen, bei denen keine Lähmungen auftraten, war der Roboter in der Lage, den Absichten des Benutzers zu „gehorchen“, vorwärts zu gehen, sich nach links und rechts zu drehen sowie zu sitzen und zu stehen.

Alle diese „Befehle“ werden vom Benutzer an die Maschine gesendet, indem er die elektrische Aktivität seines Gehirns liest.

Das von Wissenschaftlern entwickelte Exoskelett soll folgendermaßen funktionieren: Der Benutzer trägt das Exoskelett und außerdem einen Hut, der die elektrische Aktivität des Gehirns mittels Elektroenzephalographie erfassen kann. Davor, am Roboter befestigt, befindet sich eine Platte mit fünf „Lichtchen“, die in unterschiedlichen Frequenzen blinken.

Wenn Benutzer jedes dieser winzigen Lichter betrachten, spiegeln sich diese Frequenzen in ihrer Gehirnaktivität wider, die durch ein Elektroenzephalogramm erfasst wird. Jedes dieser Lichter entspricht einem Befehl an den Roboter: vorwärts gehen, nach links und rechts drehen, sitzen und stehen. Daher werden diese Signale zur Steuerung der Maschine verwendet.

Freiwillige bedienen ein gehirngesteuertes Exoskelett, das von Wissenschaftlern aus Korea und Deutschland entwickelt wurde (Foto: Korea University/TU Berlin)

Die Wissenschaftler testeten die Maschine an 11 gesunden Menschen. Die Ergebnisse zeigen den Forschern zufolge, dass der Einsatz von Exoskeletten auf Basis der Nutzung visueller Reize möglich ist.

„Menschen mit Amyotropher Lateralsklerose (ALS) oder Rückenmarksverletzungen haben Schwierigkeiten, zu kommunizieren und ihre Gliedmaßen zu benutzen“, sagte Klaus Müller, einer der Autoren der Studie. „Die Entschlüsselung dessen, was sie aus ihren Gehirnsignalen tun möchten, könnte eine Möglichkeit bieten, wieder zu kommunizieren und zu gehen“, fügte er hinzu.

Den Forschern zufolge, die ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Journal of Neural Engineering“ veröffentlichten, konnten Freiwillige bereits nach wenigen Minuten Training den Umgang mit dem Exoskelett erlernen.

Projekt läuft wieder
Die Initiative, deren Ergebnisse am Dienstag vorgestellt wurden, ähnelt im Prinzip dem „Walking Again“-Projekt des brasilianischen Wissenschaftlers Miguel Nicolelis, Professor an der Duke University in den USA, und des International Institute of Neuroscience in Natal – Edmond and Lily Safra (IINN-ELS).

Juliano Pinto, 29, ein Tetraplegiker, liefert bei der Eröffnung der Fußballweltmeisterschaft in der Arena Corinthians einen „symbolischen Kick“ mit einem Exoskelett, einer Ausrüstung, die vom Team des brasilianischen Neurologen Miguel Nicolelis entwickelt wurde (Foto: Reginaldo Castro/Estadão Conteúdo). )

In diesem Projekt wird die Kappe auch verwendet, um die elektrische Aktivität des Gehirns mittels Elektroenzephalographie zu erfassen. Wenn sich der Patient vorstellt, alleine zu gehen, werden die von seinem Gehirn erzeugten Signale von der Kapuze gesammelt und an einen Computer auf der Rückseite des Roboteranzugs gesendet.

Der Computer entschlüsselt diese Nachrichten und sendet Befehle an die Prothese, die beginnt, vom Patienten imaginäre Bewegungen auszuführen. Gleichzeitig sendeten an den Beinen der Freiwilligen angebrachte Sensoren Signale an die Spezialkleidung. Die Person spürt dann jedes Mal eine Vibration in ihrem Arm, wenn der Roboter den Boden berührt. Es ist, als würde die Berührung des Beins auf den Arm übertragen, den Nicolelis „künstliche Haut“ nennt.

Erste Ergebnisse des „Walk Again“-Exoskeletts wurden bei der Eröffnung der Weltmeisterschaft vorgestellt, wo ein querschnittsgelähmter Freiwilliger, der das Exoskelett trug, den symbolischen Eröffnungsstoß der Veranstaltung vorführte.