Gezielte Bewegungen trotz Lähmung
Nach einem Schlaganfall oder einer Schädel-Hirn-Verletzung sind Menschen oftmals ganz oder teilweise gelähmt, obwohl sie sich noch ganz genau vorstellen können, welche Bewegungen sie ausführen möchten und wie sich das anfühlt. Weil die Nervenverbindung zwischen den entsprechenden Anteilen der Großhirnrinde (motorischer Cortex), in denen der Bewegungsimpuls generiert wird, und der Peripherie unterbrochen ist, können sie beabsichtigte Bewegungen aber nicht ausführen. Eine besondere Bedeutung für die Autonomie gelähmter Patienten haben die Hände. Etwa 250.000 Menschen erleiden in Deutschland in jedem Jahr einen Schlaganfall. Ein bis zwei Drittel von ihnen können hinterher ihre Hand und ihren Arm nicht wieder zufriedenstellend im Alltag einsetzen. Dies trifft auch auf einen hohen Anteil der jährlich etwa 200.000 Menschen in Deutschland zu, die sich eine Schädel-Hirn-Verletzung zuziehen. Besonders für die sehr schwer Betroffenen könnte das Koginast-System später eine wertvolle Hilfe sein und ihre Lebensqualität steigern.
Mit Koginast soll ein Assistenzsystem zur Wiederherstellung der Greiffunktion der Hand entwickelt werden, das die vom motorischen Cortex gesendeten Impulse empfängt, interpretiert und an ein System weiterleitet, das die entsprechenden Muskelgruppen stimuliert. So kann die betroffene Person eine Handbewegung ausführen, obwohl die Impulsweiterleitung auf natürlichem Weg über die neuronale Verschaltung im Gehirn, das Rückenmark und die peripheren Nerven unterbrochen ist.
Dazu wird ein zwischen harter und weicher Hirnhaut implantierbares Modul entwickelt, das die Hirnströme aufzeichnet und das Elektroenzephalogramm (die Aufzeichnung der Hirnströme, EEG) drahtlos an einen Klassifikator übermittelt. Die Energieversorgung der EEG-Ableite-Einheit erfolgt ebenfalls drahtlos, sodass keine Infektionsgefahr über eine offene Verbindung zwischen Schädelinnerem und Außenwelt besteht. Der Klassifikator interpretiert die Signale und setzt ein System zur funktionellen Elektrostimulation in Gang, das die Greifbewegung in den Muskeln auslöst. Muskelaktivität und Bewegungsdaten werden gleichzeitig über Sensoren erfasst und als Rückmeldung an den Klassifikator gesendet.
Langfristig wird das Koginast-System auch für viele andere Anwendungsfelder in der Rehabilitation angepasst werden können.