Ein Experiment, das gleichzeitig in entgegengesetzten Teilen der Welt durchgeführt wurde, ist eines der ersten Beispiele für zukünftige bionische Geräte, die es sogar gelähmten Menschen ermöglichen werden, auf eigenen Beinen zu gehen.
Zuvor gelang es amerikanischen Forschern unter der Leitung von Miguel Nicolelis (Miguel Nicolelis), einen Befehl vom Affenhirn zu senden, um die Hand auszustrecken und den Griff des Manipulators zu ergreifen. Jetzt haben sie gemeinsam mit Kollegen aus Japan einen weiteren Schritt getan. Oder besser gesagt, viele, viele Schritte. Und so war es auch.
In North Carolina, am Duke University Medical Center, lief ein Affe mit ins Gehirn implantierten Elektroden über einen Fahrsteig. Zu dieser Zeit wiederholte im Labor der Science and Technology Agency of Japan ein speziell entwickelter Roboter ihre Bewegungen.
Die elektrische Aktivität Hunderter einzelner Neuronen in den motorischen und sensorischen Bereichen der Großhirnrinde von Affen wurde in Amerika von einem Enzephalographen in Echtzeit aufgezeichnet. All diese Informationen wurden nach Japan übermittelt, von einem der komplexesten Computerprogramme verarbeitet und in Signale umgewandelt, die den Servos eines humanoiden Roboters zugeführt wurden. Wie er gelaufen ist, seht ihr im Video - mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und sogar rückwärts:
Um dies zu erreichen, analysierten die Forscher kilometerlange Enzephalogramme und Sensoraufzeichnungen, die die Bewegung der Affenbeine beim Gehen verfolgten, und entwickelten ein mathematisches Modell. Auf seiner Grundlage wurde ein Programm geschrieben, das es ermöglicht, eine „virtuelle Schnittstelle“zwischen dem Gehirn eines Lebewesens und einem Exoskelett zu organisieren.
„Wir fanden heraus, dass bestimmte Neuronen in verschiedenen Teilen des Gehirns während bestimmter Phasen der Beinbewegung beim Gehen unterschiedlich schnell feuern, abhängig von ihrer Rolle bei der Steuerung dieses komplexen, multimuskulären Prozesses. Jedes Neuron gibt uns ein kleines Puzzleteil, das wir zusammensetzen müssen, um seine Aktivität mit hoher Präzision in ein Affenbewegungsmuster umzuwandeln“, erklärt Miguel Nicolelis. „Wir freuen uns über dieses bemerkenswerte Ergebnis und können jetzt noch weiter gehen, um besser zu verstehen, wie das Gehirn Informationen verarbeitet“, fügt Mitsuo Kawato, Leiter des Kybernetik-Teams, hinzu.
Ein weiterer interessanter Punkt ist, dass, als der Affe anhielt und nur auf den Fernsehbildschirm schaute, der ein Bild aus Japan übertrug, der Roboter mehrere Minuten weiterging: Eine Idee des Gehens reichte aus, um die Aktivität von Neuronen zu zählen und richtig entziffern.
Stimmt, sowohl der Roboter als auch der Affe hielten sich an der Stütze fest, denn dem System fehlt noch eine weitere wichtige Verbindung für ein vollwertiges Gehen – Feedback-Signale, die von den Muskeln der Gliedmaßen zum Gehirn kommen. Aber es gibt genug Menschen auf der Erde, die sich über eine solche Gelegenheit sehr freuen werden. Die Forscher erwarten, bereits im nächsten Jahr mit der Entwicklung von Prototypen von künstlichen Beinen für gelähmte Patienten zu beginnen.
In der Zwischenzeit arbeiten andere Forscher daran, eine Schnittstelle zu entwickeln, die es Ihnen ermöglicht, verschiedene Geräte allein durch die Kraft Ihrer Gedanken zu steuern. Lesen Sie über ihre Erfolge im Artikel "Die Welt als Wille und Vorstellung".
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