ArchivDeutsches Ärzteblatt48/2003Forschung: Mit Gedanken den Computer lenken

VARIA: Technik

Forschung: Mit Gedanken den Computer lenken

Dtsch Arztebl 2003; 100(48): A-3190

EB

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LNSLNS Ein interdisziplinäres Forscherteam aus Informatikern des Fraunhofer-Instituts für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik FIRST und Neurologen vom Universitätsklinikum Benjamin Franklin, Berlin, versuchen anhand von Gehirnströmen zu erkennen, ob ein Mensch zum Beispiel seine rechte oder linke Hand bewegen will. Um die Hirnströme zu messen, nutzen die Forscher das Elektroenzephalogramm (EEG). In Berlin müssen die Versuchspersonen nicht in einem Training lernen, ihre Hirnströme zu kontrollieren. „Hier lernt der Computer, die neurophysiologischen Signale richtig zu interpretieren“, erläutert Priv.-Doz. Dr. med. Gabriel Curio von der Arbeitsgruppe Neurophysik am Universitätsklinikum Benjamin Franklin den besonderen Ansatz des Berliner Projekts. Gemeinsam mit Prof. Dr. rer. nat. Klaus-Robert Müller vom Fraunhofer-Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik leitet er das vom Bun­des­for­schungs­minis­terium geförderte Vorhaben. Dabei machen sich die Forscher ein physiologisches Phänomen zunutze: Etwa eine halbe Sekunde bevor ein Mensch eine Bewegung ausführt, ändern sich die Gehirnströme. Für das Filtern der Signale entwickelten die Forscher eine Software, die das gesuchte Signal erkennt. „Darüber hinaus untersuchen wir die Struktur der Daten und prüfen mit Methoden des maschinellen Lernens, wo sie sich unterscheiden“, sagt Prof. Dr. rer. nat. Klaus-Robert Müller.
Die Versuchsperson tippt mit einem Zeigefinger auf die Computer-Tastatur. Nach 20 Minuten kann der Proband quasi mit der Kraft seiner Gedanken einen Cursor steuern. Will er den rechten Finger bewegen, geht der Cursor bereits eine Viertelsekunde vor der eigentlichen Bewegung auf die rechte Bildschirmseite. Bis zu 50 Entscheidungen pro Minute können so in technische Steuerungssignale umgesetzt werden. Wird der Cursor zum Beispiel in einem Buchstabenfeld bewegt, entsteht eine Art „mentaler Schreibmaschine“. Auf diese Weise könnten gelähmte Patienten Texte am Computer schreiben. Mit den Gedanken lassen sich, je nach Computerprogramm, die Hirnströme in ganz unterschiedliche Befehle umsetzen: So könnten sie künftig Prothesen steuern oder bei Querschnittsgelähmten die zerstörte Verbindung zwischen Gehirn und Muskeln überbrücken.
Bislang haben die Forscher das neue Verfahren an gesunden Freiwilligen getestet. Noch in diesem Jahr wollen sie es auch an Menschen mit amputierten Extremitäten erproben. EB
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