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Lobes Digitalfabrik: Wer schaut uns in die Köpfe?

Gehirn-Computer-Schnittstellen erlauben es ALS-Patienten, wieder zu kommunizieren, und Tech-Unternehmer wie Mark Zuckerberg und Elon Musk forschen an der Technik. Für unseren Digitalkolumnisten wirft das Fragen auf.
Symbolische Illustration eines Hirnimplantats

Vor ein paar Wochen hatte ein Team der Stanford University gute Nachrichten: Es war gelungen, einem vollständig gelähmten Patienten die Fähigkeit wiederzugeben, mit anderen zu kommunizieren. Bei dem in Deutschland lebenden Mann war 2016 amyotrophe Lateralsklerose (ALS) diagnostiziert worden – jene Krankheit, mit der auch der 2018 verstorbene Physiker Stephen Hawking gekämpft hat. Nun trägt der im Rollstuhl sitzende Mann eine Computer-Schnittstelle im Motorkortex seines Gehirns, kann damit einfache Sätze formulieren und zum Beispiel Suppe oder Bier bestellen. Das Team aus Stanford hatte dafür zwei gerade einmal 3,2 Millimeter breite Elektroden implantiert, die vereinfach gesagt elektrische Hirnsignale in Sprachbefehle übersetzen.

Zuvor hatte der Proband ähnlich wie Hawking einen Sprachcomputer benutzt, bei dem er Buchstaben auf einem Bildschirm durch Augenbewegungen auswählte – das Gerät wurde allerdings nutzlos, als seine Sehschwäche zunahm. Mit seinem Hirnimplantat muss der Gelähmte sich Buchstaben nun nur noch vorstellen, um sie zu tippen – in einer Geschwindigkeit, mit der ein Ungeübter Buchstaben auf einer Tastatur suchen und eingeben würde. Ähnlich, mit schierer Gedankenkraft, setzte ein australischer ALS-Patient im Jahr 2021 auch schon einmal einen Tweet ab. Die Wissenschaft ist von einer Sprachprothese nicht mehr allzu weit entfernt.

»Spektrum«-Kolumnist Adrian Lobe kommentiert den digitalen Wandel. Wie gehen wir um mit fortschreitender Digitalisierung? Wie mit Bots und Meinungsmaschinen? Und welche Trends dominieren die Gesellschaft in Zukunft?
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So haben Neurowissenschaftler der University of California ein KI-System entwickelt, das Hirnaktivitäten in Text übersetzen kann. Die Forscher ließen Epilepsiepatienten mit implantierten Mikroelektroden 50 verschiedene Sätze aufsagen – etwa »Tina Turner ist eine Popsängerin«. Dabei maßen sie die Hirnströme mittels Elektrokortikografie (ECoG). Mit den so gewonnenen Daten trainierten sie dann ein neuronales Netz, das die Hirnaktivität in eine Zahlenreihe umwandelte. Der Algorithmus lernte daraufhin, die Audio- und Hirndaten abzugleichen und einzelne Sequenzen vorherzusagen. Nun wurde mit den Zahlenreihen ein Decoder gefüttert, der die Hirndaten in einzelne Wörter konvertierte. Das klappte zunächst nur mäßig: Am Anfang spuckte das System bloß Nonsens aus. Allmählich aber lernte das System, ganze Sätze vorherzusagen. Und schließlich mussten bei einem Probanden nur noch drei Prozent der Sätze korrigiert werden. Zum Vergleich: Bei der Transkription von Texten durch den Menschen liegt die Fehlerquote bei fünf Prozent.

Schon zuvor war ein internationales Forscherteam mit Hilfe transkranieller Magnetstimulation erfolgreich gewesen: Es gelang, Probanden Worte wie »hola« oder »ciao« »denken« zu lassen. Das Verfahren ist allerdings sehr umständlich, es arbeitet mit Wörtern, bei denen die Buchstaben binär codiert sind – also »h« zum Beispiel als »0-0-1-1-1« – und die dann per Mail verschickt werden müssen. Immerhin, das Verfahren könnte sprach- und bewegungsunfähigen Menschen mit Locked-in-Syndrom helfen, sich zumindest mit ein paar Worten zu verständigen.

Welche Ziele haben Musk und Meta?

Neben Universitäten forschen auch Tech-Unternehmen an solchen Technologien. Der Facebook-Konzern Meta etwa tüftelt schon seit Jahren in seinem geheimen Forschungslabor an einem Headset, das mit Sensoren Wörter aus dem Gehirn auslesen soll. Geplant ist, dass das Gerät pro Minute 100 Wörter aus einem Wortschatz von 1000 Vokabeln richtig erkennt. Damit wäre es fünfmal schneller, als man händisch etwas in die Tastatur eines Smartphones tippen könnte.

»Unser Gehirn produziert genügend Daten, um jede Sekunde vier Filme in HD-Auflösung zu streamen«, sagte Facebook-Chef Mark Zuckerberg schon 2017. Das Problem sei jedoch, dass »die beste uns zur Verfügung stehende Methode, Informationen in die Welt zu setzen – Sprache –, nur die Datenmenge eines Modems aus den 1980er Jahren übertragen kann«. Auch Elon Musk lässt mit seinem Start-up Neuralink an Computerchips forschen, die er an Affen bereits erfolgreich getestet haben will. Die mit einem Joystick konditionierten Primaten steuerten in einem Experiment mit ihren Hirnsignalen das Computerspiel »Pong«. Tierschutzverbände warfen Musk danach Tierquälerei vor.

Technikvisionäre reden immer davon, die Welt besser zu machen, sie verfolgen aber vor allem kommerzielle Interessen – und sie haben auch ein ganz anderes Welt- und Menschenbild. Für radikale Materialisten wie Mark Zuckerberg oder Ray Kurzweil ist der menschliche Körper eine überkommene Hardware, die ein Softwareupdate benötigt.

Wenn wir uns künftig mit einer Datenbrille in Metaverse bewegen, gibt es dort womöglich keine Maus oder Tastatur mehr, mit der man Objekte auswählen oder kommunizieren könnte. Man steuert alles mit seinen Gedanken. Virtuelle Realität, künstliche Intelligenz und vernetzte Körper sollen zu einem multimedialen Raum verschmelzen, zu einem »Internet of Bodies«, in der man Gedanken per Telepathie wie Tweets oder Instagram-Posts teilt. Statt Sprachen zu lernen, lädt man sich eine App aufs Smartphone herunter, die das Gedachte simultan übersetzt. Und wenn man sich denkt »Oh, der Raum ist aber etwas dunkel«, dann macht Alexa automatisch das Licht an. Warum sprechen, wenn man denken kann?

So beeindruckend der technische und medizinische Fortschritt ist, so viele Fragen stellen sich. Wem gehören neurologische Daten? Wie invasiv darf Neuromarketing sein, wenn man weiß, dass eine Person gerade an Schokolade denkt? Darf man Menschen in die Köpfe schauen? Wie frei ist Denken, wenn sich Gedanken auslesen lassen? Kann es noch geistiges Eigentum geben, wenn alles Mitteilen a priori Teilen ist? Wie sicher sind Neuroprothesen? Können sie von Cyberkriminellen gehackt werden?

Das mag dystopisch und nach orwellscher Gedankenkontrolle klingen. Nur: Cyberattacken auf Gehirn-Computer-Schnittstellen sind längst mehr als ein Sciencefiction-Szenario, sie sind realer Gegenstand der Forschung. Einen Überblick über mögliche Angriffsszenarien hat vor Kurzem der Rechtsprofessor Mario Martini mit seiner Koautorin Carolin Kemper im Fachjournal »International Cybersecurity Law Review« vorgelegt. Sie beschreiben etwa das »Brainjacking«, bei dem Angreifer Neurone überstimulieren oder Updates injizieren und so die Steuerung einer Prothese übernehmen. Das Fazit der Studie: Der bisherige Rechtsrahmen schützt nicht hinreichend vor Hackerangriffen. »Je stärker nicht nur Smartphones, Wearables und Smart-Home-Produkte, sondern auch Neurotechnologien unser Privat- und Intimleben steuern, umso mehr müssen Gehirn-Computer-Schnittstellen nicht nur im physischen Sinn sicher sein, sondern auch ihre Integrität und Vertraulichkeit als IT-Systeme gewährleisten.« Die Menschenwürde, aus der das Bundesverfassungsgericht das Grundrecht auf informationelle Selbstbestimmung ableitet, gilt auch für ALS-Patienten.

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