EEG ohne Haarwäsche
Wissenschaftler am Berliner Fraunhofer-Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik (FIRST) haben ein neues Elektroenzephalogramm (EEG) entwickelt, dessen Nutzung kein anschließendes Haarewaschen erfordert: Die Elektroden, die die Hirnströme messen, funktionieren ohne Gel. Das macht die Nutzung nicht nur für die Probanden angenehmer, sondern das EEG auch schneller einsatzbereit.
Das EEG besteht aus sechs nadelförmigen Elektrodensteckern, sogenannten Elektrodenarrays, und einer Referenzelektrode, die an einem flexiblen Helm befestigt sind. Die Elektroden reichen bis auf die Kopfhaut, wo sie elektrische Ströme im Gehirn messen. Die Ströme, die sie erfassen, bewegen sich im Bereich von Mikrovolt. Ein Mikrovolt ist ein Millionstel Volt (0,000001 V).
Ihr EEG sei gut geeignet, um in einer Gehirn-Maschinen-Schnittstelle (Brain-Computer-Interface, BCI) eingesetzt zu werden. Dabei werden Gehirnströme mit Hilfe eines EEG ausgelesen und in Steuersignale für einen Computer umgewandelt. Indem ein Proband sich beispielsweise vorstellt, einen seiner Arme zu bewegen, steuert er den Cursor auf dem Bildschirm.
Bisher erfordert es einigen Aufwand, EEG-Geräte am Kopf einer Testperson anzubringen. Unter anderem werden die Elektroden mit Leitgel gefüllt, um Kontakt zur Kopfhaut herzustellen. Das dauert gut eine halbe Stunde. Für die Probanden bedeutet es zudem, dass sie sich anschließend den Kopf waschen müssen. Das neue EEG hingegen lasse sich in nur zwei Minuten anpassen, so die Fraunhofer-Wissenschaftler. Sie haben das System bereits in einem BCI ausprobiert, mit dem ein Proband ein Computerspiel gespielt hat.
In einem Aufsatz in dem Open-Access-Magazin PloS ONE(öffnet im neuen Fenster) vergleichen die Wissenschaftler das neue System mit einem herkömmlichen EEG mit 64 Elektroden. Dabei sei das neue System im Schnitt zwar 30 Prozent langsamer als das herkömmliche gewesen (Datenraten von 9,6 und 14,9 bits/m). Bei der maximalen Übertragungsrate (36,5 und 35,4 bits/m) und bei der Zuverlässigkeit (94,5 und 98 Prozent korrekt ausgelesene Signale) hätten beide Systeme jedoch in etwa gleich abgeschnitten. Das System haben die Forscher auf der Neural Information Processing Systems Conference im kanadischen Vancouver vorgestellt.
Der Fokus der im Rahmen des Projekts Brain2Robot vom Fraunhofer FIRST entwickelten BCI liegt auf medizinischen Anwendungen, also auf Systemen, mit denen Patienten Prothesen, Roboter oder Rollstühle steuern und Computer bedienen können. Daneben sind aber auch Anwendungen im Automobilbereich wie Fahrassistenzsysteme oder im Unterhaltungsbereich, etwa für die Steuerung von Computerspielen, denkbar.
Vor einigen Jahren haben die FIRST-Wissenschaftler in Zusammenarbeit mit der Klinik für Neurologie der Berliner Charité das Berlin Brain Computer Interface (BBCI) entwickelt.
Wissenschaftler der TU Braunschweig haben im Sommer 2008 ein BCI vorgestellt, dessen Elektroden kontaktlos arbeiten. Das hat den Vorteil, dass BCI im Nu einsatzbereit ist. Der Nutzer setzt einfach einen Helm auf, in dem die Elektroden angebracht sind.