Darpa: Gehirnimplantate sollen Prothesen steuern

Darpa will Prothesen, die mit Nervensignalen gesteuert werden

Eigentlich wollte die Darpa bereits in diesem Jahr Prothesen haben, die ähnlich wie natürliche Gliedmaßen gesteuert werden können - nur über eine Gehirn-Computer-Schnittstelle. Doch die Gehirnimplantate sind nicht leistungsfähig genug, um Prothesen steuern zu können. Das will die Forschungsagentur des US-Verteidigungsministeriums mit einem neuen Programm ändern.

Die Forschungsagentur des US-Verteidigungsministeriums, die Defense Advanced Research Projects Agency (Darpa), hat ein neues Programm aufgelegt, in dessen Rahmen Prothesen entwickelt werden sollen, die über eine Gehirn-Computer-Schnittstelle (Brain-Computer-Interface, BCI) gesteuert werden. Das sind in diesem Fall Elektroden, die in das Bewegungszentrum des Gehirns, den sogenannten Motorcortex, implantiert werden. Die Prothesen sollen in fünf Jahren bereitstehen.

Leistung und Lebensdauer

Histology for Interface Stability over Time (HIST) heißt das Programm. Ziel ist laut Projektbeschreibung die Entwicklung einer Technologie, um "zuverlässig die Informationen aus dem Nervensystem zu extrahieren, die nötig sind, um Maschinen mit vielen Freiheitsgraden zu steuern - wie beispielsweise sehr leistungsfähige Prothesen. Die in diesem Programm entstehende Technik soll die Entwicklung zuverlässiger Mensch-Maschine-Schnittstellen ermöglichen, die für den klinischen Einsatz während der Lebensspanne eines verletzten Soldaten (etwa 70 Jahre) geeignet sind."

Ein US-Veteran präsentiert Prinz Harry die Funktionsweise des Deka-Arms. (Foto: Darpa)

Probleme bereiten derzeit noch die implantierten BCIs. Die existierenden Methoden, um menschliche Nervensignale zu extrahieren, seien, so die Darpa, nicht leistungsfähig genug, um Hochleistungsprothesen zu steuern, oder sie halten nur etwa zwei Jahre. Die Darpa will deshalb zunächst herausfinden, aus welchen Gründen die aktuellen Implantate den Anforderungen nicht entsprechen. Auf der Basis dieser Erkenntnisse sollen dann Modelle und Techniken für zuverlässige BCIs entwickelt werden.

Anschlussprogramm

HIST schließt an das kürzlich ausgelaufene Programm Revolutionizing Prosthetics an. Es war im Jahr 2000 mit dem Ziel gestartet, bereits jetzt Prothesen zu haben, die von der Funktion, der motorischen Steuerung, Kraft und vom Gefühl her mit natürlichen Gliedmaßen praktisch gleichwertig sind.

Im Rahmen des Programms entstand beispielsweise der Deka Arm, auch Luke Arm genannt. Das ist eine voll funktionsfähige Armprothese, die vom Segway-Erfinder Dean Kamen entwickelt wurde. Gesteuert wird sie allerdings nicht wie von der Darpa-Ausschreibung verlangt durch Nervensignale, sondern mit dem Fuß.