Letztes Update am Do, 21.09.2017 09:07

TT / Tiroler Tageszeitung Onlineausgabe


Forschung

Jetzt bloß nicht an einen Elefanten denken

Der Mensch denkt und die Maschine lenkt. Mit Gedanken können Prothesen gesteuert oder Musikstücke komponiert werden. Die Forschung zu Gehirn-Computer-Schnittstellen ist weit fortgeschritten, Facebook will sogar die Alltagskommunikation revolutionieren.

© iStockDie EEG-Kappe misst an der Schädeloberfläche elektrische Aktivitäten des Gehirns und leitet sie an einen Computer weiter.



Gedankenlesen ist gar nicht so schwierig, das können Sie auch. Sagen Sie zu jemandem, dass er jetzt nicht an einen Elefanten denken soll und – et voilà – bei Ihrem Gegenüber erscheint vor dem geistigen Auge ein Elefant. Und Sie fragen sich jetzt vermutlich, was dieses kleine Experiment mit einer Geschichte über die Forschung an Gehirn-Computer-Schnittstellen zu tun hat. Gleich vorweg, Gedankenlesen spielt eine kleinere Rolle als das Schwergewicht mit Rüssel. Denn der Vorgang, mit dem das Gedachte im Gehirn geortet und an die Maschine weitergeleitet wird, erinnert an einen Elefanten im Porzellanladen – man bewegt sich ungeschickt durch eine Reihe von Regalen mit Informationen und versucht natürlich, nichts kaputt zu machen.

Trotzdem schaffen es immer öfter Forscher, Gedanken mittels EEG (Elektroenzephalografie) – einer Methode, mit der elektrische Aktivitäten des Gehirns aufgezeichnet werden – an eine Maschine zu übertragen. Man kann sich aber nicht einfach eine EEG-Haube aufsetzen, an etwas denken und ein Computer setzt zum Beispiel eine Prothese in Bewegung oder schreibt das gewünschte Wort auf einen Bildschirm. Es ist komplexer.

Töne aus dem Gehirn

Am Institut für Neurotechnologie der Technischen Universität Graz hat Gernot Müller-Putz mit seinem Team eine Methode entwickelt, die es Musikern erlaubt, im Kopf ein Stück zu komponieren, das vom Computer abgespielt wird. Menschen, die nicht schreiben oder reden können, schaffen es so, kreativ zu werden. „Das hat nichts mit Gedankenlesen zu tun“, stellt Müller-Putz klar und erklärt das Prinzip: „Wenn am Bildschirm ein Bild aufleuchtet, egal was für eines, wird ein ereignisorientiertes Potential erzeugt. Dieses sieht immer gleich aus. Zeigt mir der Bildschirm alle 26 Buchstaben hintereinander, ich will aber das Z auswählen, kann ich nicht einfach an das Z denken. Ich muss, wenn es aufscheint, eine kognitive Leistung anhängen. Das schaffe ich, wenn ich, sobald das Z erscheint, zum Beispiel eine 1 dazuzähle. Das verändert das Signal zur sogenannten P300-Gehirnwelle und das kann gemessen werden.“

Eingeschränkte Menschen können mit Gehirn-Computer-Schnittstellen einen Zeiger am Bildschirm steuern oder Prothesen bewegen.
- AFP

So funktioniert das auch beim Komponieren. Sieht man am Bildschirm die gewünschte Tonhöhe oder -lage, muss man sich etwas dazu denken, und ein Computeralgorithmus rechnet die Gehirnwellen um. Bis man so die Töne für ein Musikstück zusammenhat, kann es eine Stunde dauern. „Es ist aber gar nicht so anstrengend, man muss sich normal wie bei der Arbeit konzentrieren und darf sich nicht ablenken lassen“, sagt Müller-Putz über die musische Gedankensteuerung. Eigentlich sei die ein Nebenprodukt von einer anderen P300-Gehirnwellen-Forschung, mit der man eingeschränkten Personen den Alltag erleichtern möchte. Zusammen mit der Uni Würzburg habe man einen Webbrowser entwickelt, der es ermöglicht, mit der Kraft der Gedanken im Internet zu surfen und verschiedene Seiten zu öffnen.

Die Gedankensteuerung könnte also die Art, wie der Mensch derzeit Nachrichten schreibt oder im Internet surft, überflüssig machen. Das hofft jedenfalls Facebook. Man denkt Elefant und die Software schreibt. Im April verkündete der Konzern das Ziel, dass man in einigen Jahren 100 Wörter pro Minuten durch die Kraft der Gedanken schreiben kann.

Gernot Müller-Putz forscht an der TU Graz, wo ab morgen eine Brain-Computer-Interface-Tagung stattfindet.
- TU Graz

Müller-Putz bleibt skeptisch: „Die direkte Eingabe mit den Fingern ist viel schneller, das bringen wir übers Gehirn so nicht zusammen“, glaubt er nicht, dass sich Facebooks Vorstellungen bald umsetzen lassen.

Eine Kappe oder Implantate

Jedenfalls nicht mit einer aktuellen EEG-Kappe. Die nicht invasive Forschung, die in Graz betrieben wird, hat das Problem, mit den Sensoren weit weg von dem zu sein, wo die Gehirnwellen entstehen. „Wir bekommen sehr kleine, rauschige Signale und versuchen das Beste daraus herauszulesen.“ Im Vergleich dazu können Elektroden, die direkt ins Hirn implantiert werden, genauere Messungen durchführen. Und das passiert schon im Experiment – bei Menschen, die Prothesen steuern wollen. „Aber das ist Neurochirurgie, man macht die Schädeldecke auf und setzt einen Chip ein. Eine gesunde Person, nur damit sie etwas per Gedanken steuern kann, wird diese OP nicht machen.“

Wenn der Chip im Gehirn also keine echte Option ist, bleibt die EEG-Kappe. Drei Gedankenspiele, wie die in Zukunft helfen kann: Erstens: Die Kappe erkennt, ob ein Schüler beim Lernen eine Pause braucht und schaltet auf dem Lern-Tablet in den Entspannungsmodus. Zweitens: Der Computer erfasst bei einem Manager, dass dieser schwer beschäftigt ist und schaltet den Nicht-Stören-Modus am Telefon ein und schließt die Tür, damit keine ungebetenen Gäste hereinplatzen. Und drittens: Man sitzt auf der Couch, liest am Tablet ein Buch und will umblättern. Ein Gedanke genügt. „Bei so einfachen Gedanken ist das möglich“, meint auch Putz. (Matthias Christler)




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