Forscher entwickeln neuen bionischen Finger

Handamputierter Nutzer kann Texturen fühlen – Sensoren ahmen das menschliche Nervensystem nach.

Dennis Sørensen hat den neuen Tast-Finger getestet (Foto: epfl.ch)

Dennis Sørensen hat den neuen Tast-Finger getestet (Foto: epfl.ch)

Forscher haben einen neuen bionischen Finger entwickelt, mit dem ein handamputierter Nutzer die Textur von Oberflächen erfühlen kann. „Der Reiz fühlt sich fast so an wie das, was ich mit der anderen Hand fühlen würde“, meint der dänische Tester Dennis Aabo Sørensen. Eine andere Entwicklung der Teams an Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL, Schweiz) und Scuola Superiore Sant’Anna (SSSA, Italien) lässt Nichtbehinderte diese Erfahrung nachempfinden. Damit konnten die Forscher zeigen, dass der künstliche Tastsinn tatsächlich dem natürlichen ähnelt. Langfristig soll das nicht nur der Prothetik zugute kommen.

Finger mit Feingefühl

Der Däne Sørensen hat von EPFL und SSSA schon vor zwei Jahren eine Handprothese bekommen, dank der er spürt, wenn er etwas anfasst. Der neue Finger gibt ihm einen noch feineren Tastsinn, dank dem er verschiedene Oberflächenbeschaffenheiten unterscheiden kann. „Ich spüre die Texturen an der Spitze des Zeigerfingers meiner Phantomhand“, erzählt er. Zu 96 Prozent kann er so taktil erkennen, ob eine Oberfläche glatt oder rau ist.

Möglich machen das Sensoren im bionischen Finger, deren Messungen in elektrische Signale umgewandelt werden, wie sie das menschliche Nervensystem nutzt. Damit werden beim Dänen die Nerven im Handstumpf über implantierte Elektroden stimuliert. Doch haben die Forscher auch ein System mit feinen Nadeln entwickelt, mit dem sie auf die gleiche Art Signale an Nerven in gesunden Armen weiterleiten können – ganz ohne chirurgischen Eingriff. Das ermöglicht es, den künstlichen Tastsinn des bionischen Fingers direkt mit dem natürlichen Vorbild zu vergleichen.

Gleiche Gehirnmuster

Nicht-amputierte Testpersonen konnten mit dem bionischen Finger zwar nur zu 77 Prozent raue und glatte Texturen unterscheiden. Doch wichtiger war, wie die Gehirnaktivität beim Tasten mit der Prothese aussieht. Das haben die Forscher per EEG gemessen und dann mit EEGs vom Tasten mit der gesunden Hand verglichen. Die aktiven Gehirnregionen waren vergleichbar, das Prothesen-Tasten entspricht also dem natürlichen Vorbild – auch, wenn Signale nur mittels Nadeln statt Implantat an das Nervensystem weitergegeben werden.

Das beweist, dass es nicht unbedingt erforderlich ist, mit Amputierten zu arbeiten, um den Tastsinn von Prothesen weiterzuentwickeln. Das könnte schnellere Fortschritte bedeuten, was Betroffenen zugute käme. Ein besseres Verständnis darüber, wie der menschliche Tastsinn funktioniert, bringt aber noch mehr, so die Wissenschafter. „Das wird auf andere Anwendungen wie den künstlichen Tastsinn bei Robotern für Chirurgie, Rettungswesen und Fertigung übertragen werden“, so Calogero Oddo vom BioRobotics Institute der SSSA.

(RP/pte)

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