Neuronale Prothesen, die das Tastgefühl zurückgeben
Die Neuroingenieurwissenschaft erreicht einen Meilenstein, indem sie Systeme schafft, die es ermöglichen, mit einer künstlichen Extremität zu fühlen. Diese Geräte stellen eine direkte Verbindung zwischen der Prothese und dem Nervensystem der Person her und gehen über die traditionelle mechanische Funktion hinaus, um echte Wahrnehmung zu bieten 👋.
Der Mechanismus der haptischen Gehirn-Maschine-Schnittstelle
Der Prozess beginnt, wenn Sensoren in den Fingern der künstlichen Hand Informationen über Kraft oder Vibration beim Berühren eines Objekts erfassen. Ein Mikroprozessor übersetzt diese Daten in präzise Muster elektrischer Stimulation. Diese Muster werden an implantierte Elektroden in den peripheren Nerven oder der somatosensorischen Hirnrinde gesendet, die die entsprechenden Nervenfasern aktivieren. Das Gehirn interpretiert diese Signale als natürliche Tastempfindungen.
Schlüsselkomponenten des Systems:- Haptische Sensoren: Erfassen physische Daten aus der Umgebung, wie den auf ein Objekt ausgeübten Druck.
- Signalverarbeitungseinheit: Wandelt die Sensordaten in elektrische Impulse um, die der Nerv verstehen kann.
- Elektrodenmatrix: Wird chirurgisch implantiert, um spezifische Punkte des neuralen Gewebes zu stimulieren.
Der größte Erfolg ist nicht, dass die Hand ein Ei hält, sondern dass der Nutzer das Schwindelgefühl spürt, es könnte herunterfallen.
Technische Herausforderungen und zukünftige Richtungen
Die langfristige Funktionalität der Schnittstelle aufrechtzuerhalten, ist eine Hauptchallenge. Der Körper kann Narbengewebe um die Elektroden bilden, was die Verbindung isoliert. Um dies zu lösen, werden biokompatible Materialien und flexiblere Elektrodendesigns erforscht. Ein weiteres Ziel ist es, die Auflösung zu erhöhen, damit Nutzer eine breitere Palette von Texturen und Druckstufen unterscheiden können.
Priorisierte Entwicklungsgebiete:- Biokompatibilität: Schnittstellen schaffen, die der Körper langfristig nicht abstößt.
- High-Definition-Signale: Das System mehr sensorische Nuancen übertragen lassen.
- Integration mit Motorkontrolle: Diese Technologie mit myoelektrisch gesteuerten Prothesen kombinieren, um Bewegung und Empfindung zu vereinen.
Der Einfluss des erneuten Fühlens
Diese Echtzeit-Sensorische Rückmeldung verändert vollständig, wie eine Person ihre Prothese nutzt. Sie ermöglicht eine intuitive Anpassung der Greifkraft und die Wahrnehmung, ob ein Objekt hart, weich, rau oder glatt ist. Die Zukunft zielt auf Systeme ab, die intuitive Kontrolle mit vollständiger haptischer Wahrnehmung verschmelzen und die Erfahrung einer biologischen Extremität näherkommen lassen 🤖➡️🧠.