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Anschluss von Computern an biologische Hardware Themenüberblick: - Sehprothesen - Innenohrprothese - Steuerung von Gliedmaßen.

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Präsentation zum Thema: "Anschluss von Computern an biologische Hardware Themenüberblick: - Sehprothesen - Innenohrprothese - Steuerung von Gliedmaßen."—  Präsentation transkript:

1 Anschluss von Computern an biologische Hardware Themenüberblick: - Sehprothesen - Innenohrprothese - Steuerung von Gliedmaßen

2 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 2 Sehprothesen Es gibt 3 verschiedene Ansätze, um Blinden das Sehen zu ermöglichen: -Retinaimplantat: Das epiretinale Implantat Das subretinale Implantat -Gehirnimplantat

3 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 3 Das epiretinale Implantat Bei dem epiretinalen Implantat wird das Implantat vor der Netzhaut angebracht Bei diesem Ansatz Sollen die Photorezeptoren durch eine Minikamera ersetzt werden Ein Neurocomputer das Bild in eine Impulsfolge umwandeln Die Nervenzellen im Auge stimuliert werden

4 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 4 Funktionsweise Epi-Retinaimplantat

5 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 5 Schema Epi-Retinaimplantat Empfänger Stimulations- elektronik Stimulationskontakte Kamera- Chip Sender Retina-Encoder

6 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 6 Reha beim Epi-Retinaimplantat

7 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 7 Einsatz des Epi-Retinaimplantats In Tests wurde nachgewiesen: Verträglichkeit: Langzeitstudie an einem Hund Stimulierbarkeit: Studie mit einer speziellen Sonde in Amerika an Freiwilligen Anbringen des Implantats: Durch chirurgischen Eingriff mit speziellem Halter durchführbar Routinemäßiger Eingriff

8 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 8 Probleme des Epi-Retinaimplantats -Derzeit wird Retina Encoder durch Großrechner realisiert um 100 Bild- Punkte zu stimulieren -Fixierung des Implantats -Qualität des erkannten Bildes -Kosten hoch aber noch schwer kalkulierbar; Übernahme Krankenkasse? Forscher sind optimistisch

9 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 9 Das subretinale Implantat Das subretinale Implantat wird hinter der Netzhaut angebracht. Das Implantat nutzt den intakten Teil des Auges und ersetzt lediglich die Photo- rezeptoren (Zapfen und Stäbchen) durch speziell zu entwickelnde Mikrophotodioden. Diese wandeln das einfallende Licht in Spannungsimpulse um und leiten diese durch Elektroden an die Ganglienzellen weiter.

10 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 10 Schema Sub-Retinaimplantat Glaskörper Gegenstand AugeAbbild auf Netzhaut Netzhaut Subretinales Implantat Photo- rezeptoren Ganglien- zellen Amakrine Zellen, Bipolare Schaltzellen, Horizontalzellen

11 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 11 Das Gehirnimplantat Das Implantat besteht aus einer Mikrokamera, Minicomputer und einem Chip. Der Chip wird direkt an der Oberfläche der visuellen Cortex implantiert. Der Chip ist mit 68 Platinelektroden ausgestattet.

12 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 12 Schema Gehirnimplantat Elektroden Kamera zum/vom Computer

13 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 13 Probleme des Gehirnimplantats -Verletzungsgefahr -Sehr hohe Spannung zum Stimulieren nötig Epilepsie -Restriktionen der Behörde für Medikamente und Nahrungsmittel (FDA) medizinische Geräte ins Gehirn zu implantieren

14 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 14 Themenüberblick - Sehprothesen -Innenohrprothese - Steuerung von Gliedmaßen

15 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 15 Die Innenohr-Prothese -Innenohrprothese = Cochlea-Implantat -Gehörlose können damit wieder hören -Erste routinemäßig eingesetzte Sinnesprothese -wenig bekannt Menschen in Deutschland tragen das Implantat

16 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 16 Aufbau des Cochlea-Implantats Das Cochlea-Implantat besteht aus 2 Komponenten: Der interne Teil - Empfänger -Elektronik -Magnet -Feines Kabel mit 22 Stimulationselektroden

17 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 17 Aufbau des Cochlea-Implantats Der externe Teil: -Sprachprozessor -Mikrophon -Sendespule

18 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 18 Schema Cochlea-Implantat

19 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 19 Themenüberblick - Sehprothesen - Innenohrprothese - Steuerung von Gliedmaßen

20 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 20 Steuerung von Gliedmaßen Neuste Forschungsergebnisse: -Affe bewegte Cursor mit Gedanken über den Bildschirm -Affe steuert Roboterarm -nur wenige Elektroden nötig -Steuerung eines Cursors über EEG Biofeedback

21 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 21 Ziel der Forschungen Prothesen: -mit dem Gehirn steuerbar -als Körperteil akzeptiert Mensch-Maschine Schnittstelle: -Steuern des Computers -Sprachgenerator -Anschluss an andere Systeme

22 Humanwissenschaftliche Aspekte der Informatik 22 Literaturverzeichnis Sehprothesen: Cochlea-Implantat: Steuerung von Gliedmaßen: NTHR-03/ziegler.pdf


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