Weltneuheit: bionische fingerspitze ermöglicht es dem amputum, textur zu fühlen


Weltneuheit: bionische fingerspitze ermöglicht es dem amputum, textur zu fühlen

Ein Mann aus Dänemark ist zum weltweit ersten Amputierten geworden, um Texturen in Echtzeit mit Hilfe einer bionischen Fingerspitze zu haben, die mit den Nerven seines Oberarms verbunden ist.

Die bionische Fingerspitze hat es einem Amputierten ermöglicht, zwischen verschiedenen Texturen in Echtzeit mit 96% Genauigkeit zu unterscheiden.

Bildnachweis: Hillary Sanctuary / EPFL

Dennis Aabo Sørensen, der vor mehr als einem Jahrzehnt seine Hand in einem Feuerwerksunfall verlor, sagt, dass die Empfindungen, die er mit dem neuartigen Gerät empfand, fast so waren wie die, die er mit seiner wirklichen Hand empfand.

Die Schöpfer der künstlichen Fingerspitze, darunter Silvestro Micera der Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) in der Schweiz, sagen, dass die Entwicklung uns näher an die "sensorische Wiederherstellung in der nächsten Generation der neuroprothesenischen Hände" bringt.

Im Jahr 2014, Medical-Diag.com Berichtete über eine weitere bionische Schöpfung von Micera und Kollegen: eine sensorisch-verbesserte künstliche Hand.

Sørensen wurde der erste Amputierte, um Gegenstände in Echtzeit mit der künstlichen Hand zu fühlen; Er war in der Lage, die Form und Konsistenz der Objekte mit dem Gerät zu erkennen, sowie die Stärke seiner Griffe auf ihnen.

Nun hat Sørensen den Titel des weltweit ersten Amputierten genommen, um zwischen verschiedenen Texturen - Rauheit und Glätte - unter Verwendung einer neuartigen bionischen Fingerspitze unterscheiden zu können.

Bionische Fingerspitze ermöglichte die genaue Identifizierung von rauen, glatten Texturen

Die künstliche Fingerspitze besteht aus einer Reihe von Sensoren, die mit Elektroden in den Nerven von Sørensens Oberarm implantiert wurden.

Die Bewegung der bionischen Fingerspitze wurde von einer Maschine gesteuert, die das Gerät über eine Vielzahl von texturierten Kunststoffen verlagerte, von denen einige glatt und etwas rau waren.

Die Sensoren in der bionischen Fingerspitze erzeugten ein elektrisches Signal, als das Gerät über den Kunststoff bewegt wurde. Dieses Signal wurde in eine Anzahl von elektrischen Spikes umgewandelt, die das Nervensystem signalisierten und die Berührung simulierten.

Mit der bionischen Fingerspitze konnte Sørensen zwischen dem rauen und glatten Kunststoff mit 96% Genauigkeit unterscheiden.

"Die Stimulation fühlte sich fast an, was ich mit meiner Hand fühlen würde", sagt Sørensen, "ich fühle immer noch meine fehlende Hand, es ist immer in einer Faust geballt. Ich spürte die Texturempfindungen an der Spitze des Zeigefingers meiner Phantomhand."

Befunde zeigen Gerät kann sicher in Nicht-Amputierten getestet werden

In einer in der Zeitschrift erschienenen Studie ELife , Micera und Kollegen testeten die Wirksamkeit der bionischen Fingerspitze zur Identifizierung von Texturen mit vier Nicht-Amputierten.

Die Forscher verwendeten Nadel-Mikrostimulation, die mit einer feinen Nadel, um vorübergehend die bionischen Finger an die Teilnehmer durch eine Elektrode in den Mittelnerv des Oberarms implantiert befestigt. Der mediane Nerv sorgt für motorische und sensorische Stimulation für Teile des Unterarms und der Hand.

Die Teilnehmer wurden dann aufgefordert, zwischen rauhen und glatten Texturen zu unterscheiden; Sie konnten das mit fast 77% Genauigkeit machen.

Um festzustellen, ob die Berührungsempfindungen, die durch den Bionfinger erzeugt wurden, ähnlich denen waren, die von einem echten Finger erzeugt wurden, verglichen die Forscher die Gehirnwellen der Teilnehmer, als sie den Bionfinger und ihren eigenen Finger benutzten, um verschiedene strukturierte Oberflächen zu berühren.

Die Forscher fanden heraus, dass die Hirnregionen der bionische Finger und der echte Finger aktiviert waren, waren bei jedem Teilnehmer vergleichbar, was darauf hindeutet, dass die Empfindungen, die mit dem Bionic Finger fühlten, denen ähnelten, die sich natürlich fühlten.

Das Team sagt, dass ihre Ergebnisse vielversprechend sind. Sie zeigen, dass Nadel-Mikrostimulation sensorische Informationen in ähnlicher Weise wie implantierte Elektroden liefert, was bedeutet, dass die künstliche Fingerspitze entwickelt und sicher an Nicht-Amputierten ohne die Notwendigkeit einer Operation getestet werden kann.

Die Forscher sagen zu ihren Gesamtergebnissen:

Die vielversprechenden Ergebnisse, die mit der Mikrostimulation in vier intakten Themen erzielt wurden, kombiniert mit robusten Translationsindikationen aus dem Hybridmodell und einem hervorragenden Ergebnis eines Amputierten, veranlasste die Idee, dass die neuromorphe Stimulation ein natürliches und wirksames Instrument zur Erregung von Texturdiskriminierungsfähigkeiten über Handprothesen sein könnte."

Im vergangenen Monat, Medical-Diag.com Berichtete über eine Studie, die die Schaffung eines bionischen Gehirnimplantats aufzeigt, das den gelähmten Menschen helfen könnte, indem man darüber nachdenkt.

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