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02.09.2020

Brain-Computer-Interfaces – Hintergründe zu Forschungsstand und Praxis

Anlass

Ein implantierbarer Gehirnchip, der Nervensignale aufzeichnen und per Bluetooth an einen Computer weiterleiten kann, hat vergangenes Wochenende für Schlagzeilen gesorgt. Per Youtube-Stream stellte der US-amerikanische Unternehmer Elon Musk eine erste Version seines Neurotechnologie-Projektes „Neuralink“ in einem Versuchsschwein vor und verknüpfte erneut große Versprechen mit seiner Technik [I]. Bei dem Gerät von 23 Millimetern Durchmesser handelt es sich um den Prototypen einer Gehirn-Computer-Schnittstelle (Brain-Computer-Interface; BCI), die die bidirektionale Kommunikation zwischen menschlichem Gehirn und Computer ermöglichen soll. Mit BCIs sollen Menschen externe Geräte per Gedankenkraft steuern können oder bestimmte Gehirnareale gezielt stimuliert und womöglich sogar mit Informationen gefüttert werden.

Die potenziellen Anwendungsfelder für BCIs sind vielfältig – gerade in der Medizin haben sich in den vergangenen Jahren diverse Anwendungsmöglichkeiten ergeben, die teilweise schon Einzug in den klinischen Alltag gehalten haben. So finden sich BCIs beispielsweise in einer Reihe von Neuroprothesen zur Kommunikation und Funktionswiederherstellung nach Lähmungen und werden unter anderem in der Therapie von neurologischen Erkrankungen wie Parkinson und der Rehabilitationsmedizin eingesetzt. In klinischen Experimenten konnten Probandinnen und Probanden beispielsweise Roboterarme, Rollstühle und Exoskelette erfolgreich steuern – inwiefern solche Geräte einmal alltagstauglich werden, steht noch infrage [II].

Musks Vorstellungen gehen zudem über den medizinischen Kontext hinaus: Langfristig will der Unternehmer das menschliche Gehirn so verbessern, dass es mit künstlicher Intelligenz mithalten kann. In seiner Vision soll es in Zukunft möglich sein, per Gedankenübertragung zu kommunizieren sowie Erinnerungen speichern und wiedergeben zu können [I]. Mit seinen ehrgeizigen Plänen ist der Entwickler nicht der Einzige. Auch andere Technologiekonzerne arbeiten daran, den menschlichen Gedankenfluss abzulesen und für technische Zwecke nutzbar zu machen. So forscht etwa Facebook seit einigen Jahren an einer Technologie, die es dem Nutzer ermöglichen soll, Texteingaben per Gedankenübertragung zu produzieren [II].

Wie gerechtfertigt ist der Medienrummel um solche ambitionierten Projekte? Auf welchem Stand der Forschung sind sie? Wie beeinflusst die starke Präsenz von Unternehmen in diesem Bereich die öffentliche Wahrnehmung und wie wirkt das auf die akademische Forschung zurück? In welchen Bereichen werden BCIs bereits angewendet? Welche Anwendungsfelder sind künftig zu erwarten und überhaupt realistisch? Wie gut können wir Gedanken bisher entschlüsseln und ist es tatsächlich möglich, das Gehirn zu „updaten“? 

Diese Fragen – und Ihre! – beantworteten die Experten bei einem 50-minütigen virtuellen Press Briefing.

Experten im virtuellen Press Briefing

     

  • Prof. Dr. Pascal Fries
    Direktor des Ernst-Strüngmann-Instituts für Neurowissenschaften in Kooperation mit der Max-Planck-Gesellschaft, Frankfurt am Main
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  • Prof. Dr. Alireza Gharabaghi
    Ärztlicher Direktor des Instituts für Neuromodulation und Neurotechnologie, Universitätsklinikum Tübingen
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  • Prof. Dr. Thomas Stieglitz
    Professor für Medizinische Mikrotechnik am Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg und Mitglied des Exzellenzclusters BrainLinks – BrainTools der Universität Freiburg
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Video-Mitschnitt & Transkript

Das aufgezeichnete Webinar finden Sie hier. Um es anzuschauen, müssen Sie einmal Ihre E-Mail-Adresse eingeben.

Ein Transkript finden Sie hier.

Mögliche Interessenkonflikte

Prof. Dr. Pascal Fries: „Empfänger eines Lizenzvertrags für Dünnschichtelektroden mit Blackrock Microsystems LLC (Salt Lake City, UT) und Mitglied des wissenschaftlichen technischen Beirats der CorTec GmbH (Freiburg, Deutschland) und Geschäftsführer der Brain Science GmbH (Frankfurt am Main) , Deutschland).“

Alle Anderen: Keine angegeben.

Quellen, die das SMC zitiert

[I] Neuralink (29.08.2020): Neuralink Progress Update, Summer 2020.

[II] Science Media Center (2019): Brain-Machine-Interfaces – Gehirn und Maschine verknüpft. Fact Sheet. Stand: 04.10.2019.
Dieses Fact Sheet liefert Hintergründe zum Verständnis von Brain-Machine-Interfaces und dem Forschungsstand von vor einem Jahr.

Weitere Recherchequellen

Science Media Center (2019): Neuralink: Hirn-Computer-Schnittstelle von Elon Musk und Kritik an Publikation. Rapid Reaction. Stand: 25.07.2019.
Dieses Angebot enthält Statements zur Vorstellung des Nähroboters für flexible Elektroden von Elon Musk und eines Dokuments, das im Zuge dessen auf den Preprint-Server bioRxiv hochgeladen wurde.

Science Media Center (2019): Langlebige Gehirn-Maschine-Schnittstelle bei Querschnittsgelähmtem. Research in Context. Stand: 04.10.2019.
Dieses Angebot enthält Statements zu einer Studie, in der französische Forscher ein BCI-System der ECoG-Technologie in der Anwendung bei einem Querschnittsgelähmten vorstellen.