Braunschweiger Wissenschaftler bauen neuen Datenhelm

Gehirn-Computer-Schnittstelle für Machinensteuerung und EEG

Der erste Datenhelm der Wissenschaftler von der TU Braunschweig war ein mit Schrauben gespickter Motorradhelm. Der deutlich elegantere Nachfolger basiert auf einem Kopfhörer. Das System soll für das EEG und die Steuerung von Maschinen als Gehirn-Computer-Schnittstelle eingesetzt werden.

Vor zwei Jahren haben Forscher der Technischen Universität (TU) in Braunschweig einen Datenhelm vorgestellt, in dem Sensoren eingelassen sind, die Hirnströme messen. Über die Gehirn-Computer-Schnittstelle (Brain Computer Interface, BCI) konnten die Wissenschaftler mit Gedankenkraft ein Modellauto steuern. Sehr elegant sah das Gerät allerdings nicht aus: Es handelte sich um einen Motorradhelm, aus dem viele Schrauben herausragten.

Kopfhörer statt Motorradhelm

Auf der Cebit 2010 haben die Braunschweiger einen neuen Datenhelm vorgestellt, der schöner und - da er mit weniger Elektroden auskommt - leichter ist. Als Chassis für den neuen Helm dienten Kopfhörer, die die Wissenschaftler aus der Konkursmasse eines Herstellers gekauft haben, sagt Marianne Gerloff von der TU Braunschweig im Gespräch mit Golem.de

Datenhelm mit kapazitiven Sensoren, die Gehirnaktivitäten durch die Haare messen (Foto: TU Braunschweig)

Wie der Vorgänger nutzt auch der neue Helm kapazitive Elektroden, die Gehirnströme an der Körperoberfläche messen lassen. Die Aktivitäten im Gehirn verursachen Ladungsverschiebungen auf der Kopfhaut. Diese Änderungen werden mit den etwa 2-Euro-Münzen großen Elektroden aufgezeichnet.

Derzeit messen die Braunschweiger mit ihrem Datenhelm den Alpharhythmus. Der tritt auf, wenn der Mensch die Augen schließt. Öffnet er die Augen wieder, gehen die Alphawellen in einen anderen Frequenzbereich, die Betawellen über. Ziel ist, künftig alle Hirnsignale zu messen.

EEG und BCI

Der Datenhelm ist für zwei Anwendungsfelder gedacht: Zum einen soll er im klinischen Umfeld eingesetzt werden. Da er mit kapazitiven Elektroden arbeitet, könne ein Elektroenzephalogramm (EEG) damit schneller und einfacher durchgeführt werden als mit herkömmlichen Elektroden, die ein Kontaktgel brauchen, so Gerloff. Das sei auch für die Patienten angenehmer, da sie sich anschließend nicht die Haare waschen müssten. Eine andere Möglichkeit im klinischen Einsatz ist die Steuerung von Prothesen. Das zweite Feld ist der Einsatz als BCI, wobei Maschinen oder Spiele gesteuert werden.

Bis das System marktreif ist, werde es noch einige Jahre dauern, sagt Gerloff. Bis dahin müsse es in verschiedenen Bereichen verbessert werden. Zum einen sollen die Sensoren weiterentwickelt werden. Dann soll der Helm, der in der gegenwärtigen Version noch etwa 500 Gramm wiegt, leichter und einfach nutzbar werden. Wenn der Helm komfortabler zu tragen sei, sei der Proband entspannter, was sich gleich in einer besseren Signalqualität ausdrücke, erklärt Gerloff. Der dritte Bereich, in dem das System verbessert wird, ist die Software, die die Signale aufzeichnet und die Daten analysiert. Hier gilt es, Störungen etwa durch Muskelaktivitäten oder Bewegungen auszufiltern.