Eine nicht-invasive peripherale neuronale Schnittstelle ermöglicht die intuitive Kontrolle von Hilfsmitteln
In dieser Studie geht es darum, gelähmten Menschen die Kontrolle über ihre Gliedmaßen zurückzugeben – mithilfe von technischen Hilfsmitteln in Form von Neuroorthesen.
Die Grundidee: Bewegungen werden im Körper über sogenannte Motoneuronen gesteuert. Das sind Nervenzellen, die Signale vom Rückenmark an die Muskeln senden. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass diese Nervensignale auch bei Menschen mit einer Querschnittlähmung noch vorhanden sind – also selbst unterhalb der Verletzungsstelle, wo die Muskeln gelähmt sind. Die Muskeln bekommen zwar nicht mehr genug Signal, um sich sichtbar zu bewegen, aber eine kleine Restaktivität ist messbar.
Genau diese Restaktivität wollen wir nutzen. Mithilfe von künstlicher Intelligenz und speziellen mathematischen Verfahren werden die Nervensignale ausgelesen und in Steuerbefehle übersetzt. Diese Technik nennt man eine peripherale neuronale Schnittstelle.
Eine gelähmte Hand soll sich zum Beispiel wieder bewegen lassen, indem ein Exoskelett die Bewegung übernimmt – gesteuert allein durch die verbliebene Muskel- und Nervenaktivität der Patientin oder des Patienten. Bisher wurde gezeigt, dass sich die Neuroorthese auf diese Weise sehr präzise steuern lässt, weil einzelne Nervenzellen gezielt ausgelesen werden.
Ziele der Studie
Messen von Muskelaktivität
Durch Anbringen von Biosensoren am Unterarm der betroffenen Extremität messen wir die verbliebene Muskelaktivität bei Handbewegungen. Hierbei wollen wir herausfinden, wie viel Aktivität verbleibt bei neuromuskulären Einschränkungen nach beispielsweise Schlaganfall oder Rückenmarksverletzung.
Erkennen von Bewegungsabsichten
Über künstliche Intelligenz erkennen wir deine Bewegungsabsichten in den gemessenen Muskelsignalen. Wir untersuchen in dieser Studie, wie viele verschiedene Bewegungsabsichten der Hand wir parallel aus deinem Unterarm heraus lesen können.
Steuern eines Hilfsmittels
Nach dem Erkennen der Bewegungsabsichten übertragen wir diese auf die Motoren einer Neuroorthese, um eine reale Bewegung ausführen zu können. Hierfür bringen wir das gesamte System mit Sensoren und mechanische Orthese an deine Hand bzw. den Unterarm an. In diesem Teil der Studie wollen wir herausfinden, wie präzise und geschickt du diese Hilfsmittel ansteuern kannst, und wie die Systeme sich in der Nutzbarkeit erweisen.
Das erwartet dich
Erstkontakt: Aufklärung und Information
Nachdem du dich per Telefon oder E-Mail bei uns gemeldet hast, vereinbaren wir ein kurzes Online-Meeting über Microsoft Teams. Darin stellen wir dir die Studie vor, erklären den Ablauf und was eine Teilnahme konkret für dich bedeutet. Du hast in diesem Gespräch alle Zeit der Welt, um Fragen zu stellen.
Sitzung 1: Messung der Muskelaktivität
Die erste Sitzung findet in unseren Laboren in Erlangen statt. Wir bringen hunderte feiner Sensoren an deinem Unterarm an und zeichnen während verschiedener Handbewegungen die Muskelaktivität auf. Auch kleinste Signale werden so erfasst. Die Untersuchung selbst ist schmerzfrei und nicht-invasiv.
Auswertung deiner Signale
Nach der ersten Sitzung analysieren wir die aufgezeichneten Daten und prüfen, ob sich aus deiner verbliebenen Muskelaktivität klare Bewegungsabsichten erkennen lassen. Über das Ergebnis informieren wir dich – unabhängig davon, wie es ausfällt.
Sitzung 2: Erstes Training mit GraspAgain
Wenn deine Muskelaktivität sich gut in Bewegungsabsichten übersetzen lässt, vereinbaren wir einen zweiten Termin. In dieser Sitzung übst du die Steuerung unserer Neuroorthese GraspAgain zunächst in einer virtuellen Umgebung. Anschließend führen wir einen ersten Funktionstest direkt mit der Neuroorthese durch.
Sitzung 3: Anwendung in Alltagsszenarien
In der dritten Sitzung kommt GraspAgain im praktischen Einsatz zum Zug: Du steuerst die Neuroorthese über deine eigene Muskelaktivität und greifst nach Alltagsgegenständen – wann immer du möchtest, ganz natürlich. Außerdem führen wir standardisierte Tests durch, um die Funktion objektiv zu bewerten. Im Mittelpunkt steht dabei eines: dass du selbstbestimmt und unabhängig wieder greifen kannst.
Wer kann mitmachen?
Du passt zu unserer Studie, wenn du dich in den folgenden Punkten wiederfindest:
- Du bist zwischen 18 und 75 Jahre alt.
- Du lebst mit einer neuromuskulären Beeinträchtigung nach Querschnittlähmung, Schlaganfall oder anderen Ursachen und möchtest deine Hand- bzw. Greiffunktion zurückgewinnen.
- Du bist motiviert und neugierig, hautnah an innovativer Spitzenforschung mitzuwirken und einen Beitrag dazu zu leisten, dass aus dieser Forschung eine echte Lösung für Betroffene entsteht.
- Du bringst den Ehrgeiz mit, dranzubleiben und mit unserer Neuroorthese GraspAgain das Greifen Schritt für Schritt neu zu erlernen.
- Du kannst für die Sitzungen nach Erlangen kommen.
Kontakt
| Dominik Braun | Wissenschaftliche Mitarbeitende | Phone: +49 9131 85-71375 | Email: dome.braun@fau.de |
| Nico Weber | Wissenschaftliche Mitarbeitende | Email: n1co.weber@fau.de |
Partner & Projektträger
