Forschung: KI kann Gedanken in Sätze verwandeln

Der Einsatz von KI kann in der Medizin beim Gedankenlesen helfen. Besonders Patienten mit Schlaganfällen könnten davon profitieren.

Artikel veröffentlicht am 5. Mai 2023, 14:15 Uhr, Patrick Klapetz

Das Forschungsteam bereitet sich auf die Erfassung von Hirnaktivitätsdaten vor. (Bild: Nolan Zunk/University of Texas at Austin)

Beim Gedankenlesen analysieren technische Geräte die elektrischen Ströme im Gehirn und können daraus Begriffe ableiten. Die Fachwelt arbeitet seit Langem an der Perfektionierung dieser Technik. Künstliche Intelligenz könnte ihr dabei helfen, denn diese kann Gedanken in ganze Sätze umwandeln – auch wenn sie das Gedachte nur sinngemäß wiedergibt.

Ein US-amerikanisches Forschungsteam spielte Probanden Hörbücher vor und zeigte ihnen Stummfilme. Die KI konnte anhand der Hirnströme erkennen, was die Probanden dachten und welchen Inhalt sie dem vorgelegten Material entnahmen.

Die meisten bisherigen erfolgreichen Verfahren arbeiten mit invasiven Implantaten. Doch die jetzt vorgestellte Methode kam ohne ein solches Implantat aus.

Das Forschungsteam nutzte dafür die funktionelle Magnetresonanztomografie (fMRT), auch wenn diese Methode "nicht gerade die erste Wahl ist, wenn es darum geht, die Hirnaktivität zu messen", erklärte der Studienautor Alexander G. Huth von der University of Texas in Austin.

Zwar biete das Verfahren eine hohe räumliche Auflösung, sei aber sehr langsam. "Ein Gehirn auf diese Weise zu beobachten, ist ungefähr so, als wollten Sie die Aktivitäten in einer Stadt allein aus der Lichtverteilung ablesen", sagte Huth. 

Die Studie des Teams wurde am 1. Mai 2023 im Fachjournal Nature Neuroscience unter dem Titel Semantic reconstruction of continuous language from non-invasive brain recordings (Semantische Rekonstruktion von kontinuierlicher Sprache aus nicht-invasiven Gehirnaufzeichnungen) veröffentlicht.

GPT erkennt Semantik und Bedeutung der Gedanken

"Wir können nicht die exakten Worte erkennen, wohl aber die leitende Idee, denn die ändert sich langsamer", erklärte Huth. Für die Forschung nutzte sein Team GPT, wobei es die ursprüngliche und nicht aktuelle Version verwendete.

Drei Probanden hörten sich insgesamt jeweils 16 Stunden lang Podcasts an. Eine Geschichte war dabei circa zehn Minuten lang. Währenddessen wurden die Hirnaktivitäten mit einem MRT-Scanner aufgezeichnet. Das Team wählte unterhaltsame Geschichten, um die Probanden nicht zu langweilen und dadurch auch bessere Daten zu erhalten.

Sobald das KI-System trainiert ist, kann es einen Textstrom erzeugen, wenn der Proband sich eine neue Geschichte anhört oder sich vorstellt, sie zu erzählen. Der daraus resultierende Text ist keine exakte Abschrift, sondern ein Skript, das allgemeine Gedanken oder Ideen erfasst.

Wenn zum Beispiel ein Teilnehmer während des Experiments die Worte "Ich habe noch keinen Führerschein" hörte, wurden die Gedanken in "Sie hat noch nicht einmal angefangen, das Fahren zu lernen" übersetzt.

Das Forschungsteam glaubt, dass das Verfahren in Zukunft mit tragbareren Systemen (sogenannten semantischen Decodern) für die Bildgebung des Gehirns eingesetzt werden könnte. Das könnte Patienten zugutekommen, die durch einen Schlaganfall, eine Lähmung oder andere Erkrankungen ihre Fähigkeit zur körperlichen Kommunikation verloren haben.