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Neurofeedback erleichtert das Tragen von Prothesen

Obwohl die Prothesentechnik ständig Fortschritte macht, sind beinamputierte Personen nicht immer zufrieden mit ihrer Prothese. Ein häufiger Grund dafür ist, dass die Personen das Gewicht der Prothese als zu hoch empfinden. Dies, obwohl Beinprothesen tatsächlich in der Regel weniger als halb so schwer sind als natürliche Gliedmaßen. Schweizer Forschende konnten nun zeigen, dass eine Verbindung der Prothesen mit dem Nervensystem hilft, das Prothesengewicht als geringer wahrzunehmen, was der Akzeptanz der Prothesen sehr zuträglich ist.

So wurden in den vergangenen Jahren Prothesen entwickelt, welche dem Nervensystem des Trägers ein Feedback geben. Dies geschieht über in den Oberschenkel implantierte Elektroden, die mit den dort vorhandenen Beinnerven verbunden werden. Informationen von Tastsensoren unter der Fußsohle sowie von Winkelsensoren im elektronischen Prothesen-Kniegelenk werden dazu in Stromimpulse umgewandelt und an die Nerven weitergegeben.

Dem Gehirn einer oberschenkelamputierten Person wird so vorgegaukelt, dass die Beinprothese ihrem eigenen Bein ähnlich ist. In einer im letzten Jahr veröffentlichten Studie zeigte das Team bereits, das sich Träger solcher Neurofeedback-Prothesen sicherer und mit weniger Kraftanstrengung fortbewegen können.

Dass sich Neurofeedback nicht nur in einer empfunden Gewichtserleichterung bemerkbar macht, sondern sich auch positiv auf das Gehirn auswirkt, bestätigten die Wissenschaftler nun außerdem mit einer motorisch-kognitiven Aufgabe, bei der der Proband beim Gehen Wörter mit fünf Buchstaben rückwärts buchstabieren sollte. Das sensorische Feedback ermöglichte ihm nicht nur einen schnelleren Gang, sondern er schnitt auch bei der Buchstabierübung besser ab.

Referenz:
ETH Zürich
Lightening the perceived prosthesis weight with neural embodiment promoted by sensory feedback. Current Biology, 7.1.2021, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0960982220317826

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Fotocredit: Canva

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ForscherInnen im Porträt: Dr. Stefan Salminger, PhD

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Dr. Stefan Salminger über seine Forschungsarbeit

Dr. Stefan Salminger hat für seine herausragenden Forschungsleistungen bereits mehrere Auszeichnungen erhalten, u.a. wurde er erst kürzlich aufgrund seiner Medizinprodukte-Gesetz-Studie „Implantierbare Sensoren zur drahtlosen und intuitiven Prothesensteuerung nach Amputation an der oberen Extremität“ von der MedUni Wien zum „Researcher of the Month, September 2020“ gekürt.

Im Video gibt er Einblicke in seine Forschungsarbeit, erzählt über Hürden & Herausforderungen und wie es mit der Studie weitergeht. Des Weiteren spricht Dr. Stefan Salminger über seine Begeisterung für seine Arbeit im Bereich der plastischen und rekonstruktiven Chirurgie und über seine Ziele als Wissenschaftler.

Zur Person:

Dr. Stefan Salminger studierte Humanmedizin an der Medizinischen Universität Wien mit Auslandsstudienaufenthalten an der Ludwig-Maximilians-Universität München und dem Universitätsspital Zürich. Nach Abschluss des Humanmedizinstudiums 2012 begann Dr. Salminger als PhD-Student im Cristian Doppler Labor für Wiederherstellung von Extremitätenfunktionen unter der Leitung von Univ.-Prof. Dr. Oskar Aszmann. Seit 2014 ist Dr. Salminger Assistenzarzt an der Abteilung für Plastische und Rekonstruktive Chirurgie der Universitätsklinik für Chirurgie. Sein PhD-Studium schloss er 2017 im Programm Neuroscience ab. 

Ausgewählte Studien:

  • S. Salminger et al., “Long-term implant of intramuscular sensors and nerve transfers for wireless control of robotic arms in above-elbow amputees,” Sci. Robot., 2019, doi: 10.1126/scirobotics.aaw6306.
  • S. Salminger, A. Sturma, M. Herceg, O. Riedl, K. Bergmeister, and O. C. Aszmann, “[Prosthetic reconstruction in high amputations of the upper extremity].,” Orthopade, vol. April, 2015, doi: 10.1007/s00132-015-3113-0.
  • S. Salminger, A. Sturma, A. D. Roche, J. A. Mayer, C. Gstoettner, and O. C. Aszmann, “Outcomes, Challenges, and Pitfalls after Targeted Muscle Reinnervation in High-Level Amputees: Is It Worth the Effort?,” Plast. Reconstr. Surg., vol. 144, no. 6, pp. 1037e-1043e, Dec. 2019, doi: 10.1097/PRS.0000000000006277.