Neuroprothesen

Neuroprothesen sind technologische Systeme, die Nervenzellsignale erfassen, interpretieren oder stimulieren, um verlorene oder gestörte Funktionen des Nervensystems zu ersetzen oder zu unterstützen. Sie kommen in der Rehabilitation sensorischer oder motorischer Funktionen sowie in kognitiven Prozessen zum Einsatz. Typische Beispiele sind implantierbare Elektrodenarrays, die Signale aus dem Gehirn oder dem peripheren Nervensystem aufnehmen oder Nervenstrukturen elektrisch stimulieren.

Zu sensorischen Neuroprothesen zählen Cochlea-Implantate und Netzhautimplantate, die Sinneswahrnehmungen übersetzen oder wiederherstellen helfen. Motorische Neuroprothesen nutzen Hirn- oder Nervensignale, um Prothesen oder assistive Geräte zu steuern. Hirn-Computer-Schnittstellen ermöglichen direkte Kommunikation zwischen Gehirn und externen Geräten, etwa zur Steuerung von Prothesen oder Kommunikationshilfen.

Funktionsprinzip: Signale werden gemessen oder erzeugt, decodiert und in eine nutzbare Aktion übersetzt. In vielen Systemen arbeiten implantierbare Elektroden mit einer externen Verarbeitungseinheit in einem geschlossenen Regelkreis zusammen, der Feedback ermöglicht und die Leistung verbessert.

Aufbau: Elektrodenarrays oder stimulierende Elektroden, ein Implantat bzw. die implantierte Elektronik, eine Ansteuerungseinheit und meist eine drahtlose Verbindung zum externen Prozessor. Wichtige Anforderungen betreffen Biokompatibilität, Langzeitstabilität und Energieversorgung.

Historisch entstanden Cochlea-Implantate in den 1960er Jahren; heutige Hirn-Computer-Schnittstellen werden seit den 1990er Jahren erforscht. Anwendungen reichen von Hörrehabilitation über visuelle Prothetik bis zur motorischen Assistenz. Herausforderungen bleiben Sicherheit, Langzeitfolgen, Datenschutz und ethische sowie regulatorische Fragen bei Zulassungen und klinischer Anwendung.