Science
11.04.2011

Hirnimplantat erlaubt Gedankenlesen

Wissenschaftler der Washington University haben demonstriert, dass sich ein Computer-Cursor mittels Hirnimplantat steuern lässt. Dabei nutzten sie Technologien zum Messen von Gedankenströmen, die sonst nur in der Epilepsiebehandlung angewendet werden. Die Kontrolle des Mauszeigers erfolgte über das Denken an gewisse Vokale.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Brain-Interfaces, bei denen mittels Oberflächen-Elektroden und EEG (Elektroenzephalogramm) die Aktivität der Gehirnzellen ausgewertet wird, setzten die US-Forscher bei ihren Experimenten auf die unter anderem bei der Epilepsiechirurgie eingesetzte Elektrocorticografie. Über ein direkt am Gehirn angebrachtes temporäres Implantat wird die direkt von der Gehirnrinde abgeleitete elektrische Aktivität aufgezeichnet und ausgewertet.

Genauer als herkömmliches EEG
Diese hochfrequenten Signale geben genauere Rückschlüsse auf die Gehirnaktivität als ein herkömmliches EEG-Muster. Dadurch war es den Forschern möglich, die Gehirnwellen-Aktivität zu gedachten Lauten – in diesem Fall den Vokalen „u“, „i“ und zwei „a“-Ausprägungen im Englischen – zuordnen zu können. Die Patienten konnten folglich den Cursor in vier Richtungen bewegen, nur indem sie an die besagten vier Laute dachten. Die Zuordnung der Laute zu einer Bewegungsrichtung wurde naturgemäß im Vorhinein festgelegt.

Neben den gedachten Lauten, was für Patienten essenziell ist, die ihre Sprechfähigkeit verloren haben, wurde auch gesprochene Sprache analysiert. Laut den Wissenschaftlern konnten die Muster klar unterschieden und zugeordnet werden. „Das bedeutet, dass wir nun – wenn auch in sehr eingeschränkter Form - wirklich am Beginn des Gedankenlesens stehen“, wird Studienleiter Eric Leuthardt zitiert.

"Höher aufgelöstes Brainmapping"
„Die Forschung geht tatsächlich mehr und mehr in diese Richtung“, meint auch Markus Bruckner vom österreichischen Forschungsunternehmen gtec, das seit längerem Brain-Computer-Interfaces entwickelt und bereits mit Leuthardt zusammengearbeitet hat. „Durch ein Elektrocorticogramm wird eine bessere Signalqualität und örtliche Auflösung des EEG-Signals erreicht. Man kommt damit einem höher aufgelöstem Brainmapping immer näher“, so Bruckner gegenüber der futurezone. Mit diesem Ansatz werde es in Zukunft vielleicht tatsächlich möglich sein, Gedanken zu „lesen“.

In Zukunft wollen Forscher folglich herausfinden, ob auch die Gehirnmuster ganzer Wörter bzw. der abstrakten Gedanken dahinter erfasst werden können. „Natürlich klingt das alles ein wenig furchterregend, aber es besitzt unglaubliches Potenzial für Leute, die nicht mehr in der Lage sind auf herkömmlichem Weg zu kommunizieren“, so Leuthardt. Das Direkt-Implantat auf dem Gehirn habe beim aktuellen Experiment eine fast 90-prozentige Trefferquote garantiert, ohne dass die Patienten den Vorgang trainieren mussten. Zukünftige Implantate könnten zudem auf weniger als ein Quadratzentimeter Fläche realisiert werden, so Leuthardt.

Der Studienbericht wurde am 7. April im Journal of Neural Engineering veröffentlicht.

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