Kommunikation mit Nervensystem 07.02.2014, 14:00 Uhr

Prothese gibt Patienten das Fingergefühl zurück

Mit einer neuen Prothese der Universität Freiburg können handamputierte Menschen wieder fühlen. Nach einer Operation kommunizieren 16 Elektroden mit ihrem Nervensystem. Somit erlangen sie auch die Fähigkeit zurück, gezielt Druck auf Objekte auszuüben. 

Ein Patient übt den Umgang mit der Prothese LifeHand 2 der Universität Freiburg. Sensoren empfangen Impulse aus seinem Nervensystem, die die Prothese in Bewegungen umsetzt. Damit diese genau richtig dosiert sind, messen Sensoren den Druck und übertragen ihn zurück ans Nervensystem. 

Ein Patient übt den Umgang mit der Prothese LifeHand 2 der Universität Freiburg. Sensoren empfangen Impulse aus seinem Nervensystem, die die Prothese in Bewegungen umsetzt. Damit diese genau richtig dosiert sind, messen Sensoren den Druck und übertragen ihn zurück ans Nervensystem. 

Foto: Universität Freiburg

Ein dünnwandiges Glas umschließt man ganz sanft, weil es sonst zerbricht. Kein Problem für einen Menschen mit einer gesunden Hand. Das Fingergefühl sorgt für den angemessenen Druck aufs Glas. Für einen Menschen mit einer Prothese ist diese einfache Aktion hingegen eine echte Herausforderung. Weil er nichts fühlt, geht das Glas entweder zu Bruch, weil die Finger zu fest zupacken, oder es gleitet zwischen den Fingern hindurch, weil der Druck zu schwach war.

Elektroden kommunizieren mit Nervensystem des Patienten

Dennis Aabo Sørensen meistert diese Aufgabe mittlerweile beinahe spielend. Vor neun Jahren wurde seine rechte Hand nach einem Unfall mit einem Feuerwerkskörper amputiert. Heute trägt er eine Prothese, mit der er Gläser packen kann, ohne sie zu zerbrechen. Er kann auch wieder Mandarinen aus der Obstschale nehmen, ohne sie zu zerquetschen. Seine LifeHand 2 ist mit Sensoren ausgestattet, die mit vier Elektroden verbunden sind. Diese wiederum haben Kontakt zum Nervensystem. Sørensen kann seiner Hand über sein Nervensystem den Befehl geben, zuzupacken. Die Sensoren messen den Druck und übermitteln ihn ans Nervensystem, sodass er steuerbar wird.

Achtstündige Operation ist Voraussetzung 

Die fühlende Hand haben Professor Thomas Stieglitz und sein Team am Institut für Mikrosystemtechnik der Universität Freiburg sowie Wissenschaftler von fünf weiteren Institutionen entwickelt. Fünf Jahre hat die Entwicklung von LifeHand 2 gedauert. Am 26. Januar 2013 wurde der Däne operiert. Die Elektroden, die eingepflanzt wurden, sind dünn wie ein Haar. Jede enthält 16 Kontakte, die mit dem Nervensystem des Patienten kommunizieren. Sie empfangen die elektrischen Impulse aus Sørensens Nerven und stimulieren umgekehrt die Nervenfasern, um ihm so die Fähigkeit zurückzugeben, Empfindungen von Fingern zu spüren, die es nicht mehr gibt. Nach acht Stunden waren die Elektroden platziert und befestigt.

In einer achtstündigen Operation verbinden Ärzte die Elektroden der Prothese mit dem Nervensystem des Patienten. Danach muss er üben, die Impulse der Prothese korrekt zu interpretieren. Doch es lohnt sich, denn er kann wieder fühlen. 

In einer achtstündigen Operation verbinden Ärzte die Elektroden der Prothese mit dem Nervensystem des Patienten. Danach muss er üben, die Impulse der Prothese korrekt zu interpretieren. Doch es lohnt sich, denn er kann wieder fühlen. 

Foto: Universität Freiburg

Danach musste der Däne täglich unter wissenschaftlicher Aufsicht üben, seine Hand zu bewegen und die Impulse korrekt zu interpretieren, die Sensoren in den mechanischen Fingern an sein Nervensystem übermittelten. „Ich kann die Phantomhand fühlen. Ich bewege meine Finger und steuere dann auch die Prothese selbst. Sie ist also wie eine Erweiterung meines Arms“, sagt Sørensen. Am Ende seines Trainings konnte er in 97 Prozent der Fälle die Lage eines Objekts erkennen und es mit den richtigen Bewegungen ergreifen. Außerdem wählte er in über 90 Prozent der Übungen den richtigen Kraftaufwand, um etwas in seiner Hand zu halten, ohne es zu zerbrechen oder fallen zu lassen.

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