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Functional Imaging and Robotics for Sensorimotor Transformation

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Funktionelle Hirnbildgebung zeigt, wie Geschicklichkeit gesteuert wird

Das Gehirn ist in der Lage, sensomotorische Transformationen auszuführen, um genaue Handbewegungen nur über somatosensorische Informationen zu steuern. EU-finanzierte Forscher befassten sich daher mit den daran beteiligten, aber noch kaum erforschten neuronalen Prozessen.

Industrielle Technologien
Gesundheit

Das Projekt FIRST (Functional imaging and robotics for sensorimotor transformation) entwickelte eine neue funktionelle Hirnbildgebungsmethode, um im Ruhezustand neuronale Verbindungen im Gehirn zu identifizieren, die bei sensomotorischer Transformation aktiv sind. Die Forscher arbeiteten mit drei haptischen Robotertypen für Aufgaben, bei denen es auf taktile Unterscheidung bzw. -steuerung sowie Formwahrnehmung ankam, während die Teilnehmer mit verbundenen Augen die Objekte berührten. Der Vorteil dieser Methode ist, dass die Teilnehmer die Aufgaben nur mithilfe ihres Tastsinns lösen, sodass mit fMRT (funktioneller Magnetresonanztomographie) Gehirnregionen isoliert und dargestellt werden können, die somatosensorische Informationen in motorische Befehle umwandeln. In diesem Fall lieferte die Fingerbewegung oder -kraft Messdaten, die mit veränderter funktioneller Konnektivität korrelieren. Nachdem FIRST relevante sensorische Funktionen identifizierte, sollen die Daten des fMRT im Ruhezustand auch nach Projektende weiter ausgewertet werden. Dabei werden die Forscher funktionelle Unterschiede bei gesunden Personen und an der Studie beteiligten Schlaganfallpatienten vergleichen. Der Ansatz von FIRST kann so angepasst werden, dass alle Arten von Hirnfunktion analysiert und Störungen diagnostiziert werden können, wobei Daten zur funktionellen Konnektivität im Ruhezustand als Ausgangsbasis dienen. Mit den Ergebnissen können dann geschädigte Hirnregionen identifiziert und die Wirksamkeit therapeutischer Interventionen bestimmt werden. In der Praxis können damit die motorische Entwicklung bzw. sportliche und künstlerische Leistungen wie auch sensomotorische Rehabilitation, assistive Techniken und humanoide Robotik beurteilt werden.

Schlüsselbegriffe

Funktionelle Hirnbildgebung, somatosensorisch, haptisch, Roboter, FIRST, fMRT, Schlaganfall, sensomotorische Rehabilitation, assistive Technologien

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