Computergrafik zu künstlicher Intelligenz
Bildrechte: IMAGO

Cyborg-Zeitalter Gehirn und Computer wachsen zusammen

Nach dem Internetmilliardär Elon Musk sorgt jetzt auch Facebook mit der Idee für Aufsehen, Computer direkt ans menschliche Gehirn anzuschließen. Auch in Thüringen wird an einer solchen Schnittstelle gearbeitet.

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Kein Umweg mehr über Mäuse, Tastaturen oder Joysticks: Auf seiner hauseigenen Entwicklerkonferenz hat der amerikanische Facebook-Konzern verkündet, man wolle eine Technologie entwickeln, mit deren Hilfe Nutzer künftig Texte direkt aus dem Kopf heraus verfassen. Der Umweg über Eingabegeräte soll dann unnötig werden.

Bereits Anfang des Monats sorgte Technologie-Pionier und Milliardär Elon Musk für ähnliche Schlagzeilen. Er will mit einer neuen Firma erforschen, wie man Computer und Menschen direkt miteinander verschmilzt. Neuralink heißt das Unternehmen und es will Elektroden entwickeln, die direkt am Gehirn andocken.

Facebook-Managerin Regina Dugan präsentiert bei der hauseigenen Entwicklerkonferenz F8 am 19.4.2017 in San Jose (Kalifornien, USA) das Projekt, Menschen mit Hilfe von Sensoren Worte direkt aus ihrem Gehirn in Computer eintippen zu lassen
Bei der Entwicklerkonferenz präsentiert Facebook-Managerin Regina Dugan das Projekt, Menschen mit Hilfe von Sensoren Worte direkt aus ihrem Gehirn in Computer eintippen zu lassen. Bildrechte: dpa

Bis wann Prototypen existieren sollen, darüber machten weder Facebook noch Musk genaue Angaben. Doch die Vorhaben dürften mit einigem Ehrgeiz vorangetrieben werden. Bei Facebook arbeiten aktuell 60 Forscher an der Umsetzung des Plans. Und Musk hat schon bei seinen vorangegangenen Projekten bewiesen, dass er sie zum Erfolg führen will. Der 45-Jährige gehört zu den Gründern des Internetbezahldienstes Paypal, verkauft mit Tesla im großen Stil Elektroautos und hat mit seiner Firma SpaceX gerade erfolgreich die erste recycelte Rakete gestartet.

An der Gehirn-Computer-Schnittstelle - kurz BCI für Brain-Computer-Interface - wird aber nicht nur im fernen Kalifornien gearbeitet. Auch in Deutschland beschäftigen sich mehrere Arbeitsgruppen und Institute mit den Möglichkeiten, Mensch und Maschine direkter zu vernetzen. Ein Beispiel dafür sind die Forscher um den Biomedizintechnik-Professor Jens Haueisen an der Technischen Universität in Ilmenau.

Auf dem Kopf - oder direkt hinein

Haueisen unterscheidet dabei grundsätzlich zwei verschiedene Methoden. Auf der einen Seite stehen sogenannte invasive Verfahren, bei denen Menschen bei einer Operation Elektroden ins Gehirn eingepflanzt werden. Auf der anderen Seite sind die nicht-invasiven Ansätze, dabei werden die Hirnströme von der Kopfhaut aus mittels EEG (Elektroenzephalografie) aufgezeichnet.

Die Ilmenauer Wissenschaftler haben sich im MNE-CPP-Projekt für die Nicht-Invasive Methode entschieden. Gemeinsam mit der Harvard-Medical-School und dem MIT in Boston/USA haben sie eine Haube mit Elektroden entwickelt, die ohne die übliche Kontaktflüssigkeit funktioniert. Die Kappe misst die Hirnströme ihres Trägers und kann theoretisch auch zur Steuerung von Computern eingesetzt werden.

Einfach ist die Handhabung aber nicht, denn die Elektroden können die Gedanken nicht lesen. Anhand der Hirnströme kann beispielsweise nur unterschieden werden, ob jemand daran denkt, seine Hand oder seinen Fuß zu bewegen. Wohin die Bewegeung gehen soll wiederum erkennen die bisherigen Systeme nicht. Die Steuerung wäre also eher indirekt: Ein Gedanke an den Fuß könnte in den Steuerbefehl "Nach links", ein Gedanke an die Hand in den Befehl "Nach rechts" übersetzt werden und so weiter. Die Träger solcher Hauben müssen also lange trainieren, bevor sie die Technik sinnvoll einsetzen können.

In einem Experiment der Ilmenauer sollten die Teilnehmer auf einem Bildschirm flackernde Felder in den Ecken anschauen. Die Elektroden maßen Reaktionen des Gehirns darauf. So sollte der Cursor in die entsprechende Richtung bewegt werden.

Computersteuerung per Hirnstrom

Weil eine derartige Steuerung aber ziemlich kompliziert ist, hatte die Computerspielindustrie bislang nur wenig Erfolg mit BCI-Geräten, obwohl ein paar davon bereits seit mehreren Jahren im Handel erhältlich sind. "Sie haben sich bisher wegen der unzureichenden Zuverlässigkeit, das heißt den zu geringen Erkennungsraten, nicht durchgesetzt“, sagt Haueisen. Außerdem handelt es sich nicht bei allen Geräten um echte BCIs, einge nutzen auch Muskelbewegungen wie ein Augenzwinken.

Hauseisen erwartet allerdings, dass es bei der Genauigkeit der BCIs Verbesserungen geben wird. Profitieren könnten davon einerseits die Gamer. "Wichtiger ist aus meiner Sicht aber der Anwendungsbereich Computersteuerung für Behinderte“, sagt der Medizin-Techniker. Auf diesem Feld arbeiten unter anderem die Forscher am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Tübingen. Sie wollen an ALS erkrankten Menschen mit Hilfe einer Gehirn-Computer-Schnittstelle die Kommunikation mit der Umwelt ermöglichen.

Bei der oftmals tödlich verlaufenenden Nervenkrankheit verlieren die Betroffenen nach und nach die Fähigkeit, ihre Muskeln zu bewegen, bis die Erkrankten schließlich vollständig gelähmt sind. Dann leiden sie am sogenannten Locked-in-Syndrom, können sich also nicht mehr mitteilen. Ihr Verstand bleibt in der Regel aber völlig intakt. Eine Gehirn-Computer-Schnittstelle könnte also die Gedankenmuster der Betroffenen grob erkennen. Indem die Träger einer Haube an Musik denken könnten sie etwa "Ja" mitteilen, ein Gedanke an eine Bewegung wiederum könnte in ein "Nein" übersetzt werden.

Auf dem Weg zum Implantat

Praktische Beispiele gibt es auch schon für invasive Ansätze, also direkt ins Gehirn implantierte Elektroden. Solche können etwa Patienten bekommen, die unter der Parkinson-Krankheit leiden. Die Chips geben kleine Impulse ab, um etwa das Zittern der Hände, einen Tremor, zu unterbrechen. "Statt zur Stimulation kann man diese Elektroden aber auch zur Messung nutzen", meint Haueisen.

Auf dem Feld der Neurologie beobachtet er eine ganze Reihe von Arbeitsgruppen, die sich dem Einsetzen von Elektroden befassen. Er erwartet, dass demnächst mehr und mehr Chips implantiert werden. "Da findet eine kontinuierliche Entwicklung statt", so Haueisen.

Grundsätzlich ist denkbar, dass man eine sehr umfassende, invasive Schnittstelle realisieren kann.

Prof. Jens Haueisen, TU Ilmenau, Institut für Biomedizinische Technik und Informatik

Der Weg bis dahin, ist allerdings noch weit, glaubt Prof. Haueisen. Auch ist da noch das erhebliche Risiko für die Empfänger, das mit einer Operation am Gehirn verbunden ist. Fehlschläge können Folgen haben von schweren Behinderungen bis zum Tod. Allerdings hat der Forscher auch beobachtet: "Wenn ich meine Studenten frage, wer sich so ein Implantat einsetzen würde, dann melden sich sehr viele, die sagen, wenn es mir ein Enhancement bringt, meine Fähigkeiten also erweitert würden, dann würde ich das machen lassen.“

Bringt Musks Neuralink ein gut funktionierendes Produkt auf den Markt oder schafft Facebook den Durchbruch, wäre die Nachfrage bereits da. Das Zeitalter der Cyborgs scheint nicht mehr weit weg.

Über dieses Thema berichtete MDR KULTUR auch im Radio: Beitrag | 30.03.2017 | 7:40 Uhr
Spezial | 31.03.2017 | 18:05-19:00 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 14. September 2017, 12:24 Uhr