Neues aus der Zukunft #28: Die mit dem schwedischen Cyberarm, der Querschnittslähmung und dem Traktorstrahl

Donnerstagmorgen sind dafür da, um sich über die Herbststürme zu freuen, die ganz viele Windräder zu Höchstleistungen antreiben. Windkraft!

A propos “Leistung”: es wird eine notwendige Änderung im NadZ-Rhythmus geben. Aus diversen Gründen fehlen mir dieser Tage sowohl Zeit als auch etwas die Energie, den 2-Wochen-Turnus beizubehalten. Und, wenn ich ehrlich bin: hin und wieder lässt mich auch die Inspiration im Stich, was ein Hinweis darauf ist, dass ich etwas auf die Bremse treten muss. Ich will den Newsletter aber nicht aufgeben, ganz sicher nicht. Aus diesem Grund wird NadZ in den nächsten Monaten unregelmäßiger erscheinen. Das heisst, vielleicht werden zwischen den einzelnen Ausgaben zwei Wochen vergehen, vielleicht drei, vielleicht aber auch fünf – ich weiss es noch nicht.

Das hat nichts mit Desinteresse meinerseits zu tun: Neues aus der Zukunft ist ein schönes Hobby für mich, an dem ich aber noch länger Spaß haben möchte. Ich hoffe, Ihr versteht das.

Für meine treuen Patreon-Unterstützer ändert sich dadurch aber auch etwas. Ich werde vor Ablauf diesen Monats die Patreon-“Einheit” von “pro Monat” auf “pro Ausgabe” ändern. Das bedeutet, dass Patreon nur Unterstützung einsammeln wird, wenn tatsächlich etwas veröffentlicht wurde. Bitte passt Eure Pledges dementsprechend noch im Oktober an, danke!

So, und weiter gehts! Bei Meinungen, Fragen oder Feedback freue ich mich über Mails, Pings auf Twitter oder Besuche bei Facebook, wie immer. Und schickt diese Ausgabe doch einfach mal an einen Freund oder eine Freundin weiter (oder Kollegen/Kollegin, Erzfeind/Erzfeindin etc.) – die haben das voll verdient, und ich freue mich wirklich über neue Leser. :)

Bis zur nächsten Ausgabe,

—Carlo.

PS: Mein Artikel im BR-Blog woran glauben? ist leider noch nicht erschienen. Schade! Aber bald…

Pew, Pew, Traktorstrahl

Mit Lasern kann man viele schöne Sachen machen. Katzen irritieren, Powerpoint-Präsentationen langweiliger machen, Haiköpfe verbessern, Schweinereien in Holzoberflächen brennen, Daten superschnell zwischen ISS und Bodenstation übertragen. Neueste Errungenschaft: ein optischer Traktorstrahl!

Ein Team der Australian National University in Canberra (Australien) begeisterte jetzt Star Trek-Nerds weltweit mit ihrer Meldung, einen Traktorstrahl aus Lasern entwickelt zu haben, der Objekte sowohl abstoßen als auch anziehen kann. Die Objekte in ihren Tests sind mit 0.2 mm Durchmesser noch recht klein, die Entfernung, die sie bewegt wurden, mit 20 cm noch recht gering, aber die Technik funktioniert.

Und zwar so: die Wissenschaftler bauten einen Laser, der einen “hohlen” Strahl erzeugt – der Laserbeam ist, einfach ausgedrückt, aufgebaut wie ein Rohr aus Licht. Im Inneren dieses Strahls fangen sie goldummantelte Glasteilchen ein, die beim Kontakt mit dem Laser dessen Energie aufnehmen. Die Energie sammelt sich dann auf der Oberfläche der Partikel, und wenn diese heissen Stellen mit Luftpartikel in Kontakt kommen, erhitzen sie sich und verpuffen, wodurch sie das Glasteilchen wegdrücken – es also bewegen. Durch Feinjustage des Lasers können bestimmte Stellen des Glaspartikels erhitzt werden, was eine Steuerung des Effekts zulässt.

Wie erwähnt war die Versuchsanordnung sehr klein, aber laut Ko-Autor der Studie, Dr. Vladlen Shvedov, lag das nur an den örtlichen Gegebenheit: “Da Laser ihre Strahlqualität über lange Entfernungen beibehalten, könnte diese Technik über Meter hinweg funktionieren. Unser Labor war einfach nicht groß genug, um das zu demonstrieren.” Ich war noch nie dort, aber das klingt, als wäre Australien winzig. Die armen Leute.

Wurscht. LASER!

Was mich daran happy macht

Traktorstrahlen sind sowas wie der heilige Gral für viele Science-Fiction-Freunde. Der Grund dafür findet sich in so ziemlich jeder zweiten Folge von Star Trek: The Next Generation. ;)

LASER!

Der schwedische Cyberarm

Implantat mit Arm. Quelle: Max Ortiz-Catalan

Die Chalmers-Universität in Göteborg, Schweden, hat eine “Hirn-gesteuerte”, robotische Armprothese vorgestellt. Der Patient im Projekt ist ein LKW-Fahrer, der in den 2000ern seinen rechten Arm verloren hat, und dem vor über einem Jahr ein Titanimplantat am Oberarmknochen verankert wurde. Das Implantat beherbergt Elektroden für die Abtastung von Nerven- und Muskelsignalen, die bisher üblichen, auf der Haut verankerten Elektroden entfallen damit. Der Arm selbst kann vom Implantat getrennt werden (siehe Video in den Links).

Cool an dem Projekt ist, dass der Patient den Arm im letzten Jahr normal im täglichen Leben benutzt hat. Die neuromuskuläre Schnittstelle, die Teil des Implantats ist, erlaubt ein besseres Abgreifen der elektrischen Körpersignale, was bedeutet, dass die Prothese feiner gesteuert werden kann. Ein gesunder Mensch muss nicht groß darüber nachdenken, ob und wie er seinen Arm heben will – der Impuls ist da, der Arm geht hoch, die Hand greift zu, etc. Das ist auch das Ziel dieser Prothesen: die Elektroden greifen die Impulse des Körpers am Armstumpf auf, und setzen sie in mechanische Bewegungen des Arms um. Je besser die Abtastung, desto größer die Chance auf korrekte Bewegungen. Bei externen, also auf der Haut angebrachten Elektroden können Umwelteinflüsse wie elektromagnetische Felder oder auch Temperaturschwankungen die Kommunikation stören. Diese Mankos treten hier nicht auf.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Kommunikation zwischen Arm und Körper auch zweiwegig zu machen – sensorische Informationen wie z.B. Druck könnten ans Hirn übermittelt werden. Die Schweden arbeiten daran, einen solchen Rückkanal in die Prothese zu integrieren. Und damit sind sie nicht die Einzigen: über ein solches Projekt hatte ich vor ein paar Monaten ja schon einmal berichtet (siehe Ausgabe #14, “Handprothesen mit Gespür”).

Was mich daran happy macht

Sicher, die Prothese ist noch etwas davon entfernt, wie das Original auszusehen oder so zuverlässig zu arbeiten. Aber die Verbindung mit dem Skelett über ein Titanimplantat und die bessere “Datenverbindung” sind schon saucool. Cyberpunk, wir kommen! ;)

Erstmals totale Querschnittslähmung geheilt

In einer bahnbrechenden Studie hat ein Mediziner-Team aus Polen und Großbritannien einen querschnittsgelähmten Mann mittels Zellen aus seiner Nase soweit geheilt, dass er wieder gehen kann.

Ich denke, ich sollte ich das näher erläutern.

Der Patient der Studie ist ein 38-jähriger Mann, dessen Wirbelsäule durch ein Gewaltverbrechen vor mehreren Jahren so schwer beschädigt wurde, dass er ab der Hüfte abwärts vollständig gelähmt war. Durch mehrere Messerstiche in den Rücken wurden seine Spinalnerven komplett durchtrennt. Keine Therapien konnten ihm helfen, die Lähmung blieb – leider üblich bei solch schweren Verletzungen.

Mediziner vom University College London (UK) und Wroclaw Medical University (Polen) beschlossen dann 2012, die große Lücke zwischen den durchtrennten Nervenenden mit körpereigenen Zellen zu überbrücken. Dazu entnahmen sie dem Mann aus seiner Nase sog. olfaktorische Mantelzellen. 1 Diese Zellen helfen der Reparatur von beschädigten Geruchsnerven, und das machen sie das ganze Leben hinweg so herausragend gut, dass sich die Forscher fragten, ob sie nicht vielleicht auch anderen Nerven auf die Sprünge helfen könnten.

Sie implantierten dem Patienten also diese Mantelzellen an den durchtrennten Nervenbahnen seiner Wirbelsäule, zusammen mit hauchdünnen Nervengewebe, das sie zuvor dem Knöchel des Patienten entnommen hatten. Mit dem Ersatz-Nervengewebe überbrückten sie die fehlenden 8 mm Rückenmark, die bei der Messerattacke entstanden war. Die Mantelzellen regten dann die Enden dieser Nervenfasern dazu an, wieder zu wachsen und sich mit dem restlichen Rückenmark zu verbinden. Und weil es seine eigenen Zellen waren, gab es keine Abstoßreaktionen, und sein Immunsystem musste auch nicht unterdrückt werden.

3 Monate nach der Operation bemerkte der Patient, dass sich an seinem linken Oberschenkel wieder Muskeln aufbauten; nach 6 Monaten unternahm er erste vorsichtige Schritte an einem Therapiegerät unter ärztlicher Aufsicht; jetzt, nach 2 Jahren, kann er mit einem Rollator wieder selbständig gehen. Irre!

Das klingt alles fantastisch, aber – wie so oft – weisen die Wissenschaftler darauf hin, dass das nur ein erster Schritt in die richtige Richtung ist, und sich ihr Erfolg nicht ohne Weiteres auf jeden anderen Patienten übertragen lässt. Ist klar, aber ein großartiger Erfolg ist es trotzdem.

Nach eigener Aussage möchte keiner der an der Studie Beteiligten finanzielle Vorteile aus dem Projekt ziehen (das heisst wohl, sie werden keine Firma gründen o.Ä.), stattdessen arbeiten sie jetzt mit Hochdruck an der Weiterentwicklung ihrer Behandlungsmethode, um sie praxistauglich zu machen. Hut ab!

Was mich daran happy macht

Ein Gelähmter kann wieder laufen, weil: Wissenschaft. ;) Dies ist das erste Mal, dass eine solch gravierende Verletzung geheilt werden konnte, dank der Selbstheilungskräfte des Körpers in Verbindung mit menschlicher Cleverness. Eine potente Mischung. Das ist sowohl bedeutend für den behandelten Patienten als auch die medizinische Gemeinschaft: seht her, wir haben neue Türen aufgestoßen – Querschnittslähmungen müssen nicht auf ewig unheilbar bleiben.

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Und dann war da noch das…

The real cyborgs - in-depth feature about people merging with machines – “Forget wearable tech. The pioneers of our ‘post-human’ future are implanting technology in to their bodies and brains. Should we stop them or join them?” Dieser interessanten Frage geht der Telegraph nach einem eingehenden Blick auf medizinische Prothesen, neue Sinnesorgane, Biohacking, Transhumanismus und unsere Gesellschaft nach.

What Happens When We All Live to 100? – Selbst wenn sich die durchschnittliche Lebensspanne der Bevölkerung nicht verändern sollte, so ist es doch wahrscheinlich, dass sich die durchschnittliche “Gesundheitsspanne” vergrößert – also die Lebenszeit, in der man nicht an (derzeit noch typischen) Alterskrankheiten leidet. Gregg Easterbrook vom Atlantic schaut auf die aktuelle Langlebigkeits- und Gesundheitsforschung und fragt sich, wie sich unser aller Zusammenleben entwickeln könnte (Gesellschaft, Arbeit, Familie, Freundeskreise), wenn es immer mehr Menschen immer länger gut geht: “If life-expectancy trends continue, that future may be near, transforming society in surprising and far-reaching ways”.

Sehr lang, sehr ausgewogen, sehr lesenswert. (Bonuspunkte für die großartigen Fotos.)

Scientist Claims Menopause Will Not Exist in 20 Years Time – “In 20 Jahren wird Menopause optional sein” sagt Dr. Aubrey de Grey der Guardian Liberty Voice. Fände ich super, denn das hiesse, das die Menschheit dann genug über den Körper und den Alterungsprozess weiss, um ihn abbremsen oder gar aufhalten zu können.

Ein paar detailliertere Ausführungen dazu gibt sein Kollege Michael Rae bei der SENS Research Foundation: “Rejuvenation Biotechnology: Toward the Indefinite Postponement of Menopause”.

Ob das optionale Verschieben der Menopause eine gute Idee ist, sei dahingestellt. (Ich persönlich finde es gut, wenn der Mensch mehr Optionen erhält.) Nichtsdestotrotz kann ich in dem Zusammenhang den zuvor verlinkten Artikel “What Happens When We All Live to 100?” nur noch mehr empfehlen.

Harvard-Forscher entwickeln einen Magneten, der Giftstoffe aus dem Blut filtert – Da waren die Kollegen von Motherboard mal wieder schneller als ich: “Die Sepsis ist ein hässlicher Bastard, mit dem eindeutig nicht zu spaßen ist: 18 Millionen Menschen erleiden weltweit pro Jahr eine Blutvergiftung, und jeder Dritte stirbt daran noch in der Behandlung. […] Forscher am anliegenden Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering haben nun ein dialyseähnliches Gerät vorgestellt, das mit Hilfe von Magneten Krankheitserreger aus dem Blut fischt und so zahlreiche Leben retten kann. Das Potential dieser Erfindung ist riesig, weil es auch bei Malaria und sogar Ebola funktionieren könnte.”

Bigelow Inflatable Module to be Added to Space Station in 2015 – Schöne Story bei Universe Today: die NASA hat jetzt nähere Details zum Einsatz von Bigelow’s aufblasbaren Raumstationmodulen genannt. “Astronauts aboard the International Space Station are going to be getting an addition in the near future, and in the form of an inflatable room no less. The Bigelow Expandable Activity Module (BEAM) is the first privately-built space habitat that will added to the ISS, and it will be transported into orbit aboard a SpaceX Falcon 9 rocket sometime next year.” SPAAAAAACE!

  1. Der englische Fachbegriff ist “olfactory ensheathing cells”, leider habe ich keine professionelle medizinische Übersetzung dafür gefunden – ich hoffe, die von mir verwendete deutsche Umschreibung ist halbwegs korrekt. ↩︎

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Carlo Zottmann @czottmann