Lifehand 2: Roboterhand mit Gefühl getestet

Anfang vergangenen Jahres hat ein Däne, der bei einem Unfall seine linke Hand verlor, eine robotische Handprothese getestet, die sensorische Rückmeldungen liefert. Die Erkenntnisse aus der Studie haben die europäischen Forscher jetzt veröffentlicht.

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Bionische Handprothese: nach neun Jahren wieder Gegenstände fühlen
Bionische Handprothese: nach neun Jahren wieder Gegenstände fühlen (Bild: Lifehand2Project/ Universität Freiburg)

Vor neun Jahren verlor Dennis Aabo Sørensen seine linke Hand bei einem Unfall. Schweizer Wissenschaftler haben ihm Lifehand 2 verpasst, eine robotische Handprothese, mit der der Däne nicht nur greifen konnte. Er fühlte auch, wenn er etwas anfasste.

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"Das ist das erste Mal in der Neuroprothetik, dass sensorisches Feedback wieder hergestellt und von einem Amputierten dazu genutzt wurde, um eine künstliche Gliedmaße in Echtzeit zu steuern", erklärt Projektleiter Silvestro Micera von der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne (EPFL).

Computer übersetzt Sensorsignale

Lifehand 2 heißt die Prothese. Micera und seine Kollegen haben sie mit Sensoren ausgestattet, die Berührungen erfassen sollen, indem sie die Spannung in den künstlichen Sehnen messen, die Fingerbewegung steuern. Diese Daten werden in elektrische Signale umgewandelt, die an die Nerven übertragen werden.

  • Ob ein Becher..., (Foto: Lifehand2Project/Universität Freiburg)
  • ..., eine Mandarine... (Foto: Lifehand2Project/Universität Freiburg)
  • ...oder ein Ball: Proband Dennis Aabo Sørensen konnte sie nicht nur greifen, sondern auch spüren. (Foto: Lifehand2Project/Universität Freiburg)
  • Das sensorische Feedback ermöglichten... (Foto: Lifehand2Project/Universität Freiburg)
  • ... Sensoren in den Fingern der Hand. (Foto: Lifehand2Project/Universität Freiburg)
  • Die Signale wurden über eine solche Elektrode an die Armnerven weitergegeben. Zuvor hatte ein Computer sie in Impulse übersetzt, die die Nerven interpretieren können. (Foto: Lifehand2Project/Universität Freiburg)
  • Sørensen bekommt die Prothese angelegt. (Foto: Lifehand2Project/Universität Freiburg)
Ob ein Becher..., (Foto: Lifehand2Project/Universität Freiburg)

Die Nerven können jedoch mit den Signalen aus den Sensoren nichts anfangen. Ein Computer bearbeitet und übersetzt sie in Impulse, die die Nerven interpretieren können. Sie werden über Elektroden an den Mittelarmnerv (Nervus medianus) und den Ellennerv (Nervus ulnaris), zwei der drei Hauptnerven des Arms, weitergegeben. Die sehr feinen und präzisen Elektroden, die an der Universität Freiburg entwickelt wurden, waren Sørensen im Januar vergangenen Jahres implantiert worden.

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Nach der Operation nahmen die Forscher zunächst vorbereitende Tests vor. Nach knapp drei Wochen wurde die Prothese erstmals angeschlossen. Eine Woche lang übte Sørensen jeden Tag damit. Die Forscher waren überrascht, wie schnell er die Prothese steuern konnte.

"Die sensorische Rückmeldung war unglaublich", erzählt Sørensen. "Ich konnte Gegenstände fühlen, die ich neun Jahre lang nicht fühlen konnte." Die Forscher hatten ihm für Tests Augen und Ohren verbunden und ihn dann Objekte mit der Lifehand greifen lassen. Dabei konnte er die Stärke seines Griffs kontrollieren und Form und Beschaffenheit des Gegenstandes ertasten. "Wenn ich ein Objekt hielt, fühlte ich, ob es hart oder weich, rund oder eckig war", berichtet der Proband.

Wichtiger Schritt

Der Test sei ein wichtiger Schritt in der Entwicklung einer bionischen Hand. Bis eine solche kommerziell verfügbar ist, wird es aber noch Jahre dauern. Der Test war auch nur zeitlich begrenzt: Aufgrund von Sicherheitsbestimmungen für klinische Studien mussten die Elektroden nach vier Wochen wieder entfernt werden. Die Forscher glauben aber, dass sie gefahrlos Jahre im Körper bleiben können, ohne die Nerven zu schädigen.

An dem Projekt Lifehand 2 sind sechs Forschungseinrichtungen aus Deutschland, Italien und der Schweiz beteiligt. Es läuft seit 2008 und ist aus den Projekten Nemesis und Time hervorgegangen. Ihre Erkenntnisse aus dem Projekt mit Sørensen haben die Forscher in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Science Translational Medicine veröffentlicht.

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