Stellen wir uns kurz vor, die Hand ist nicht mehr da – und trotzdem lässt sie sich öffnen und schließen. Genau dieses Gefühl beschrieb ein 34-jähriger Mann mit Unterarmamputation während eines sechswöchigen Pilotversuchs der Scuola Superiore Sant’Anna. Winzige Magnete in seinen verbliebenen Unterarmmuskeln machten Bewegungen seiner Prothese spürbar.

Nach einer Amputation geht das Gefühl für die fehlende Hand normalerweise verloren. Das erschwert eine intuitive Steuerung: Wer nicht spürt, was die Prothese tut, muss stärker auf die Augen oder auf indirekte Hinweise vertrauen. Die neue Methode soll hier ansetzen – mit kleinen, dauerhaften Magneten und einem Spulensystem außerhalb des Arms.

Vibration statt Druck auf der Haut

Elektrische Spulen erzeugten wechselnde Magnetfelder und versetzten einzelne Implantate gezielt in Schwingung. Die Vibration stimulierte Rezeptoren in den Muskeln, ohne Druck auf die Haut auszuüben. Forschende bezeichnen dieses Verfahren als myokinetisch-kinästhetische Schnittstelle, kurz MKkI.

Der Teilnehmer berichtete, die fehlende Hand zu öffnen und zu schließen, obwohl sie körperlich nicht mehr vorhanden war. Ursprünglich hatten die Forschenden eher erwartet, dass er einzelne Finger oder Gelenke wahrnimmt. Tatsächlich spürte er überwiegend koordinierte Bewegungen der gesamten Hand. Die Empfindungen blieben dabei innerhalb anatomisch plausibler Grenzen.

Eine Vibration in nur einem Unterarmmuskel konnte also den Eindruck einer koordinierten Öffnungs- oder Schließbewegung auslösen. Das passt zu der Vermutung, dass das Gehirn Bewegungsempfindungen nicht zwingend als einzelne Gelenkbewegungen verarbeitet, sondern als zusammenhängende Greifmuster – sogenannte Synergien. Solche Synergien sind zugleich grundlegende Muster, die das Gehirn auch zur Erzeugung von Bewegungen nutzt.

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Ein Gefühl, das nicht immer bewusst ankommt

Einige Reaktionen ließen vermuten, dass Bewegungsreize wahrgenommen werden können, ohne dem Nutzer unmittelbar bewusst zu werden. Auch in einer unabhängigen Cleveland-Clinic-Studie beobachteten Forschungsteams solche Empfindungen unterhalb der Bewusstseinsschwelle. Dort kamen allerdings chirurgisch umgeleitete Nerven und robotisch erzeugte Muskelvibrationen zum Einsatz.

Ähnliche koordinierte Handbewegungen wurden bei zwei Prothesennutzern in Cleveland beobachtet. Der Vergleich umfasst damit drei Personen, aber nur eine aus dem neuen Magnetimplantat-Versuch. Dass beide Ansätze ähnliche Wahrnehmungen hervorriefen, spricht für einen gemeinsamen neuronalen Mechanismus. Kinästhesie – also das Empfinden von Bewegung und Körperstellung – könnte teilweise verarbeitet werden, ohne dass sie uns jedes Mal klar ins Bewusstsein rückt.

Die implantierten Magnete sollen künftig nicht nur Rückmeldungen geben. Sie können auch motorische Befehle der Nutzer auslesen. Damit entsteht eine minimalinvasive, bidirektionale Schnittstelle: Das Implantat empfängt Signale für die Bewegung und gibt zugleich Bewegungsempfindungen zurück. Die Vision ist ein geschlossener Regelkreis, in dem Menschen ihre Prothese natürlicher wahrnehmen und steuern können, statt ständig auf deren sichtbare Position zu schielen.

Noch ist der Alltagstest offen

Das Bewegungsgefühl könnte die visuelle Kontrolle von Handprothesen ergänzen. Ob Nutzer dadurch im Alltag tatsächlich besser greifen, ist allerdings noch nicht nachgewiesen. Der neue Versuch war ein vorläufiger Funktionsnachweis mit nur einem Teilnehmer – ein wichtiger Schritt, aber noch kein fertiges System für den täglichen Einsatz.

Die Forschenden wollen als Nächstes auch die Position der Magnete auslesen und damit die künstliche Hand steuern. Eine verlässliche Kombination aus Steuerung und Bewegungsrückmeldung für den dauerhaften Alltagseinsatz ist bislang nicht belegt. Langfristige Verträglichkeit und Funktion müssen in größeren und längeren Studien untersucht werden. Vorgesehen ist ein dauerhaftes Magnetimplantat. Mögliche weitere Anwendungsbereiche reichen bis zur Schlaganfallrehabilitation und zur Behandlung von Gliedmaßenschmerzen.

Die Studie ist in Science Advances erschienen, DOI 10.1126/sciadv.adx5046.

Warum magnetische Signale interessant sind

Am Standort TUM München wird der Ansatz am 27.10.2026 auch in einen größeren technischen Zusammenhang eingeordnet. Bei Armprothesen hängt die Qualität der Übersetzung von Muskelaktivierungen in Befehle für Aktuatoren stark von der Signalqualität ab. Weit verbreitet ist die Elektromyographie, kurz EMG. Sie misst elektrische Potenziale, hat aber ihre Tücken: Elektrische Felder benötigen galvanischen Kontakt, und Haut- sowie Fettgewebe dämpfen die Signale.

Dieser Tiefpassfiltereffekt schwächt vor allem höhere Frequenzen, verändert das ursprüngliche Signal und kann die Messgenauigkeit beeinflussen. Eine Alternative ist die Magnetomyographie, MMG. Sie zeichnet die Magnetfelder der Muskeln auf. Elektrische und magnetische Felder entstehen durch dieselben Ionenströme, die durch die Membranen der Muskelzellen fließen. Deshalb lässt sich ein großer Teil des rund 200-jährigen Wissens aus der Elektromyographie auf magnetfeldbasierte Schnittstellen übertragen.

Forschende des Stuttgarter Start-ups Q.ANT entwickelten dafür einen Sensor, der Magnetfeldänderungen erfasst, die eine Million Mal schwächer als das Erdmagnetfeld sind. Der Sensor verbindet photonische Technologien mit Quanteneffekten und soll menschliche Biosignale berührungslos sowie robust unter Alltagsbedingungen messen können.

Auf einzelne Bewegungssignale menschlicher Muskeln lässt sich der Sensor trainieren. Die biologisch inspirierte Methode arbeitet mit lichtbasierten Erfassungsmechanismen und soll eine präzisere, effizientere Datenerfassung ermöglichen – und eine intuitivere Interaktion mit digitalen Systemen. Für eine Prothese, die nicht nur irgendwie reagiert, sondern sich für ihre Nutzer wieder nach einem Teil des eigenen Körpers anfühlt, ist das ein ziemlich entscheidender Unterschied.