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Fraunhofer FIRST: Brain-Computer Interface
Veröffentlicht am 22.05.2003 11:13:54

Fraunhofer Wissenschaftler können Computer mittels Hirnströme bedienen. Es gibt gar keinen Löffel! Mit diesem Wissen verbiegt Neo in dem Film Matrix selbigen, kann fliegen, reizt „Naturgesetze“ aus und umgeht diese sogar. Mit einem freien und kreativen Geist ist in der Matrix eben so gut wie alles möglich.
Den Menschen oder genauer gesagt das Gehirn mit dem Computer oder einer Maschine zu verbinden ist nun wieder einen Schritt näher gerückt. In diesem Forschungsgebiet konnten nun schon einige Erfolge verbucht werden.

So hat z.B. Infineon Technologies einen „Neuronensensor“ entwickelt. Die Wissenschaftler haben hierbei erfolgreich einen Chip mit lebenden Zellen von Schnecken „verbunden“. Eigentlich hat man den Chip unter die Zellen gelegt welche dann mit dem Silizium verwachsen sind und unter Laborbedingungen mehrere Wochen am Leben gehalten wurden, aber auch dies muss erst mal nachgemacht werden. Man konnte so unter kontrollierten Bedingungen Zellgewebe untersuchen und beobachten wie sie auf elektrische Stimulation oder bestimmte Substanzen reagieren.
Dies ist ein bedeutender Schritt in der Grundlagenforschung über hybride Neuron-Halbleiter-Systeme. Es ist die Basis für ungeahnte Möglichkeiten für Anwendungen in Biomedizin, Biotechnologie und Hirnforschung.

Das Fraunhofer-Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik FIRST in Berlin hat nun ebenfalls im Bereich Mensch/Maschine-Verbindung Fortschritte zu verzeichnen. Hier geht man allerdings nicht unter die Haut sondern arbeitet mit an der Kopfhaut angebrachten Elektroden. Dies ist eigentlich schon ein alter Hut, im wahrsten Sinne des Wortes, denn Hirnströme zu messen, also ein Elektroenzephalogramm (EEG) zu erstellen konnte man schon seit dem ersten Viertel des 20 Jahrhunderts. Erstmals wurden auf diese Art und Weise Gehirnströme eines Menschen von dem Neurologen Hans Berger im Jahre 1924 aufgezeichnet. An der Methode hat sich bis heute eigentlich nichts verändert.

Doch wie kann man nun einen Computer per Gedanken steuern? Wenn man z.B. den Finger bewegt erzeugt dies ein eindeutiges Hirnstrommuster. Wenn man nun diesen Mustern Befehlen zuweist kann man schon den Computer bedienen. Bis jetzt mussten allerdings die Menschen in mühevollen Trainingseinheiten lernen ihre Hirnströme bewusst einzusetzen.
Die Berliner am Fraunhofer Institut gehen genau den anderen Weg und lassen den Computer, so wie es sich gehört, lernen – schließlich soll das Graffel ja auch uns dienen und nicht umgekehrt, wenngleich die Abhängigkeit jetzt schon erschreckend hoch ist.

Die Probanten müssen rund 20 Minuten mit dem Zeigefinger auf einer Tastatur tippen, danach soll sich das System schon angepasst haben. Dies ist eine beachtliche Leistung an Programmierarbeit, denn neben den bewussten Aktionen schwirren in unserem Geist noch unzählige Gedanken und somit werden auch unterschiedliche Signale erzeugt. Aus diesem diffusen Informationsgemisch müssen die für die Steuerung relevanten Daten erstmals herausgefiltert werden. Das System lernt nicht nur schnell sondern agiert auch mit Gedankenschnelle. Etwa eine halbe Sekunde bevor ein Mensch eine Bewegung ausführt, ändern sich nämlich die Gehirnströme. Dieses nur wenige Millionstel Volt große „Bereitschaftspotenzial“ zeigt an, dass der Mensch eine Bewegung plant.
Dabei braucht man keine Angst haben, dass man z.B. den Cursor schon vor dem bewusst gefassten Gedanken in eine Richtung wandern sieht. Das Gehirn benötigt diese Zeit quasi zur Datenverarbeitung und somit erlebt man das Steuern bewusst, ja als natürliche Aktion. Dadurch können später auch Prothesen verwendet werden, die dann wie die eigene Hand oder Fuß bewegt werden.

Bis zu einer Serienreife wird es allerdings noch mehrere Jahre dauern. Der nächste Schritt ist nun das System mit Menschen mit amputierten Extremitäten zu erproben und zu verbessern.

Fraunhofer-Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik FIRST in Berlin

wan

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