Künstliche Hand bringt Tastsinn zurück

Amputierter kann dank neuartiger Handprothese wieder tasten und fühlen

06.02.2014

In Zukunft können Handamputierte darauf hoffen, mit Hilfe einer neuartigen Prothese wieder tasten und fühlen zu können. Den Angaben von Forschern zufolge ist der Däne Dennis Aabo Sørensen der erste Mensch der Welt, der dank einer solchen Ersatzhand wieder etwas spüren kann.

Unfall mit Feuerwerkskörpern
Der Däne Dennis Aabo Sørensen hatte vor rund neun Jahren bei einem Unfall mit Feuerwerkskörpern seine linke Hand verloren. Nun ist der Skandinavier den Angaben von Forschern zufolge der erste Mensch der Welt, der dank einer neuartigen Prothese ohne Zeitverzögerung wieder fühlen und tasten kann. In einer Mitteilung der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (Schweiz) wird Sørensen zitiert: „Wenn ich ein Objekt gehalten habe, konnte ich fühlen, ob es weich oder hart, rund oder eckig war.„ Er zeigte sich begeistert von der neuen Testhand: „Die sensorische Rückmeldung war unglaublich.„

Herkömmliche Prothesen funktionieren recht gu
Seit seinem Unfall trägt der Däne eine herkömmliche Armprothese, welche ihm ermöglicht, die künstliche Hand zu öffnen und zu schließen. Mittlerweile funktionieren solche Prothesen zwar recht gut, liefern aber weiterhin keine Hinweise, wie stark die Kunsthand zupacken muss oder wie sich ein Objekt anfühlt. Unter Leitung des Italieners Silvestro Micera von der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) wurde nun von einem internationalen Forscherteam mehrerer europäischer Hochschulen und Klinken der Prototyp einer Prothese entwickelt, welche fühlen kann. In der Fachzeitschrift „Science Translational Medicine„ berichteten sie über ihre Arbeit.

Empfindungen bis zur Schmerzgrenze
Der damals 36-jährige Däne wurde Ende Januar 2013 im Gemelli-Universitätsklinikum in Rom operiert. Dabei implantierten ihm die Chirurgen am Oberarm Elektroden an den Nervus medianus und Nervus ulnaris, die beide für verschiedene Finger- und Handbewegungen zuständig sind. Knapp drei Wochen danach befestigten die Wissenschaftler die künstliche Hand und verkabelten sie mit den implantierten Elektroden, damit die Tastempfindungen beim Greifen eines Objekts unmittelbar ans Gehirn vermittelt werden können. Diese Empfindungen führten bis zur Schmerzgrenze.

Seine Kinder nannten ihn den Kabelmann
In den folgenden Tests wurden Dennis Aabo Sørensen die Augen verbunden und er bekam einen Kopfhörer aufgesetzt, um ihn von diesen Sinnen zu trennen. Somit blieb ihm nur der Tastsinn. Stanisa Raspopovic von einer italienischen Hochschule in Pisa (Scuola Superiore Sant’Anna) erklärte: „Wir befürchteten, dass die Empfindlichkeit der Nerven des Patienten sich verringert hätte, weil er sie seit mehr als neun Jahren nicht benutzt hatte.„ Doch die Sorgen erwiesen sich als unbegründet. In einem Video erklärte der Däne: „Plötzlich konnte ich etwas fühlen, das ich neun Jahre lang nicht gefühlt hatte.„ Auch seine Kinder seien begeistert gewesen und nannten ihn den Kabelmann.

„Ich spüre das Schließen meiner fehlenden Hand!„
Bei den Versuchen musste Sørensen verschiedene Gegenstände wie eine Mandarine, zarte Plastikbecher, Holzwürfel oder Verbandsmaterial ertasten. Sein Gehirn registrierte schnell, dass sich an seinem Daumen, seinem kleinen Finger und seinem Zeigefinger etwas tat. Die Reaktion darauf war, dass er seinen Griff anpassen konnte, denn er konnte erkennen, was er in der künstlichen Hand hielt. Der Däne sagte dazu: „Und plötzlich fühlte ich tatsächlich, was ich tat.„ Die Kunsthand ermöglichte es ihm, Größe, Form und Härte von Gegenständen zu ertasten. Raspopovic erinnerte sich an die damaligen Ergebnisse: „Es war ein sehr aufregender Augenblick, als sich Dennis nach endlosen Stunden mit Tests an der künstlichen Hand zu uns wandte und ungläubig sagte: ‘Das ist Zauberei! Ich spüre das Schließen meiner fehlenden Hand!’„

Funktioniert wie eine Motorradbremse
Sørensen steuert die Finger der Prothese mit seinen Muskeln. „Sie funktioniert wie eine Motorradbremse„, erklärt er das Prinzip. „Wenn man sie zieht, schließt sich die Hand. Wenn man loslässt, öffnet sie sich.„ Dabei kontrolliere er seine Finger, indem er sie beobachtet und seine Bewegungen anpasst. Insgesamt mehr als 700 Versuche machten die Forscher mit dem Dänen, alle in der letzten Woche der Versuchsreihe.

Wegen Sicherheitsbestimmungen nur für vier Wochen
Da die Sicherheitsbestimmungen für klinische Studien dies verlangten, mussten Sørensen die Elektroden der neuen, fühlenden Prothese jedoch bereits nach vier Wochen wieder entfernt werden. Die Forscher meinen jedoch, dass sie auch über Jahre hinweg im Körper bleiben könnten, ohne Schäden an den Nerven zu verursachen. Thomas Stieglitz von der Universität Freiburg im Breisgau erklärte: „Der Proband hätte die fühlende Hand am liebsten behalten.„

Prothese mit Gefühl erst in einigen Jahren
Die Wissenschaftler seien durch die Erfolge optimistisch gestimmt, dass ihre künstliche Hand künftig auch anderen Amputierten helfen könnte. Wie sie in ihrem Fachartikel schrieben, solle in Zukunft der Stimulationsapparat noch verkleinert und dann auch vollständig im Arm implantiert werden können. Ihr Verfahren wollen sie nun an zahlreichen Patienten testen. Allerdings würden noch viele Jahre vergehen, bis es die Prothese mit Gefühl auf dem Markt geben könnte. (ad)