Fällt die Hirn-Computer-Schranke?

News: Fällt die Hirn-Computer-Schranke?

Bisher ist es nicht erfolgreich gelungen, analoge Hirninformation digital arbeitenden Computern zugänglich zu machen. Genau das ist aber nötig, um 'intelligente' Prothesen zu entwickeln und so gelähmten Menschen zu helfen. Nun ist gelungen, im Gehirn von Affen einen Bereich zu ermitteln, wo es motorische Kommandos an die Muskeln weiterleitet. Durch Meßfühler kann ein Computer diese motorische Befehle digital umsetzen und lesen, noch bevor das Tier die Bewegungen ausführt.

In der hochtechnisierten Welt begegnen sich an immer mehr Berührungspunkten zwei völlig unterschiedliche Datenverarbeitungssysteme: Auf der einen Seite stehen dabei die digital rechnenden Computer, auf der anderen der Mensch, dessen "Biocomputer" mit analogen Signalen arbeitet. Grund genug für viele Forscherteams, nach Lösungen für einen möglichst direkten und unkomplizierten Übergang der Daten von einer auf die andere Seite zu suchen.

Richard Anderson und seine Kollegen versuchen am California Institute of Technology (CalTech) in Tierversuchen, eine solche Schnittstelle zu finden. Dort geben sich Affen dem gepflegten Müßiggang hin – am Computer spielend verbringen sie ihre Zeit. Allerdings klimpern ihre Finger nicht auf Tastaturen oder zerren an Joysticks: Die Schimpansen und Makaken steuern ihre Spiele über Gedanken. Die Wissenschaftler plazierten den Tieren dazu winzige Elektroden ins Gehirn – die Sensoren messen dort, wo Bewegungen zunächst geplant werden, bevor die Muskeln sie ausführen. "In einem Areal zwischen den Bereichen für die sensorische Wahrnehmung und der sogenannten Motorischen Rinde, die Kommandos an die Muskeln der Extremitäten abgibt, gelangen die bioelektrischen Impulse des Gehirns auf unsere Meßfühler", erklärt Anderson. Auf diese Weise erhält der via Elektroden angeschlossene Computer seine Steuerbefehle. "Die Zellen, die wir anzapfen, geben die Kommandos auch dann, wenn der Affe sich gar nicht bewegt – wir lesen seine Gedanken, bevor er sie tatsächlich ausführt", führt der Wissenschaftler weiter aus.

Ziel der Experimente am CalTech sei es, später künstliche Prothesen für behinderte Menschen mit Hilfe von Gedankenimpulsen zu steuern. Dabei dürfen die Versuche nicht zur Tierquälerei werden, denn nur gesunde Affen, die unter keinen Schmerzen leiden und sich auch ansonsten wohl fühlen, arbeiten mit Spaß und Ausdauer am Computer, sagt Anderson. Erste Versuche in den vergangenen Jahren, gelähmten Menschen durch implantierte Elektroden im Gehirn zu helfen, brachten bislang keinen Durchbruch. Die Entdeckung der Hirnzellen, aus denen Andersons Computer die Gedanken herauslesen, könnte jedoch die Chancen wieder steigen lassen, eines Tages doch künstliche Arme und Beine erfolgreich an das Gehirn anzuschließen.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 18.1.1999
"Die Kraft der Gedanken "
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum Ticker vom 7.10.1998
"Ein Trainingsplatz für das Gehirn "
Spektrum der Wissenschaft 10/97, Seite 34
"Kopf oder Computer"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)
Spektrum der Wissenschaft 9/93, Seite 42
"Bildung repräsentationaler Zustände im Gehirn"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)