Kybernetik - der Bionische Kunstarm

* Funktion und Bedeutung für die Menschheit...

Kybernetik - Prothesen und Implantate (Seite 3)

Verglichen mit einem echten, natürlichen Arm, hat der bionische Arm nur einen Bruchteil der Funktionen, immerhin besitzt er einen Positionsmesser, der Informationen über die Position des Armes an das Gehirn liefert. Diese Funktion wir noch weiterentwickelt, denn sie ist noch nicht ausgereift, es fehlt noch das Fingerspitzengefühl: ein Temperaturfühler, der zum Beispiel bei extremen Temperaturveränderungen den Benutzer warnt bzw. im Gehirn Alarm schlägt, und ein Drucksensor, der hilft die Kraft zum Greifen eines Objektes geeignet zu dosieren, denn der Träger dieser Prothese hätte die Möglichkeit die Stabilität bzw. die Oberfläche des Objektes zu überprüfen

Der bionische Arm, auch Neuroprothese⁵ genannt, kann vielen Menschen nach einer Amputation helfen wieder ein geregeltes Leben zu führen, ohne dass sie auf einen Pfleger oder aufwendige, teure Hilfsmittel angewiesen sind.

Aber auch diese Erfindung stösst sehr schnell an ihre Grenzen, wenn es um den Einsatz der Neuroprothese an gelähmten Menschen oder jenen, die keine intakte Armmuskulatur am Armstumpf aufweisen, geht.

Diese Menschen hätten dann keine Möglichkeit, sich die Prothese zu Nutzen zu machen, da sie nur auf intakte Armmuskeln abgestimmt wurde.

Ein anderes Problem stellt auch die Individualität der Signalmuster an der Armmuskulatur dar, denn diese variieren von Mensch zu Mensch, so muss sich der Träger mit viel Zeit und Geduld seiner Prothese anpassen.

Momentan versuchen japanische Forscher der Tsukaba Universität gegen diese Problematik eine Lösung zu finden: es wird eine intelligente bzw. lernfähige Prothese entwickelt, die sich im Laufe der Zeit seinem individuellen Träger anpassen kann.

Auch für gelähmte Menschen bzw. Menschen mit beschädigter Muskulatur wird ein Lösungsansatz entwickelt: "Forscher der Hahnemann Medizinhochschule in Philadelphia (...) arbeiten an einer Methode, die es bald möglich machen soll, einen Roboterarm direkt durch Gehirnzellenaktivität zu steuern." (Kybernetik, 8. Juli 2002, S.26 Z.9 ff.), das heißt das Problem wird überbrückt, indem versucht wird eine direkte Verbindung zwischen dem Steuerungszentrum, dem Gehirn, und der Neuroprothese herzustellen.

Ein wichtiges Hindernis, das vorher überwunden werden musste, war, eine Verbindung zwischen Neuronen und Mikrochips herzustellen, "zwar existieren sowohl Computerchips als auch Gehirn auf der Basis von elektrischen Signalen[, jedoch tragen im Silizium] Elektronen den Strom, im Gehirn dagegen Ionen." (Kybernetik, 8. Juli 2002, S.26 Z.29 ff.)

Ionen können nicht die Elektronen im Halbleiter⁶, in diesem Fall das Silizium im Mikrochip, ersetzen, genauso wenig wie Elektronen die Ionen in einer Nervenzelle ersetzen können, dennoch haben sie aus kybernetischer Sichtweise die gleiche Aufgabe, nämlich die der Informationsübertragung.

Aus dieser Betrachtungsweise heraus, fand Fromherz, ein Forscher am Max-Planck-Institut München, vor einigen Jahren, die Lösung: Es wurde nicht mehr versucht eine direkte Verbindung zwischen dem Mikrochip und der Nervenzelle aufzubauen, denn wie bereits erklärt wurde, wäre es sinnlos gewesen. Es wurde vielmehr ein Medium in Form einer hauchdünnen Glasscheibe entwickelt, das den Informationsaustausch zwischen Chip und Neuron ermöglichen sollte.

Obwohl kein Ion oder Elektron durch die Glasscheibe zwischen dem Chip und dem Neuron hin- und herströmen konnte, fand dennoch ein Informationsaustausch statt. Man hatte einen Chip entwickelt, der das elektrische Feld der Nervenzelle registrieren und messen konnte. "Später war es auch möglich das Neuron dazu zu bringen, auf elektrische Spannungsschwankungen im Chip zu reagieren, und seit kurzem funktioniert beides gleichzeitig." (Vgl. Kybernetik, 8. Juli 2002,S.26 f. Z.29 ff.)