Gedankenlesen: US-Forscher verbessern Gehirn-zu-Gehirn-Schnittstelle

Ein Mensch steuert einen anderen fern. US-Forscher übertragen einen Bewegungsimpuls aus einem Gehirn eines Menschen an ein anderes und bringen so den zweiten dazu, die Bewegung auszuführen. Künftig wollen sie vielleicht mehr als nur Bewegungskommandos übertragen.

Artikel veröffentlicht am 7. November 2014, 12:01 Uhr, Werner Pluta

Ferngesteuert: zu spät ans Feuern gedacht (Bild: Mary Levin/U of Wash)

Kein schöner Gedanke: nicht mehr Herr über den eigenen Körper zu sein, sondern von einer anderen Person ferngesteuert zu werden. Doch das geht. Forscher aus Seattle haben die Gehirne von Menschen miteinander verbunden und sie so ohne Worte miteinander kommunizieren - oder eines das andere kontrollieren - lassen.

Brain-To-Brain Interface, Gehirn-zu-Gehirn-Schnittstelle, nennen Rajesh Rao und Andrea Stocco von der Universität des US-Bundesstaates Washington ihre Entwicklung. Damit kann ein Mensch mit seinen Gedanken das Gehirn eines anderen kontrollieren, in Echtzeit über das Internet.

Einer denkt, der andere feuert

Denkt der eine an eine Bewegung, führt der andere sie aus. Die US-Forscher demonstrieren das mit einem Computerspiel: Der eine Proband ist der Sender. Er sitzt vor einem Bildschirm und muss eine Stadt verteidigen, indem er mit einer Kanone auf die Angreifer feuert und deren Raketen abfängt. Er spielt aber nicht selbst, sondern denkt nur daran, seine Finger zu bewegen, um die Feuertaste zu betätigen.

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Sender und Empfänger. Das Bild täuscht - beide sitzen in verschiedenen Räumen. (Foto: Mary Levin/U of Wash.)

In einem anderen Raum auf dem Campus sitzt der Empfänger. Er sieht das Spiel nicht, hat aber eine Hand über einem Touchpad, das als Feuertaste dient. Denkt der Sender daran zu schießen, zuckt - wenn alles klappt - die Hand des Empfängers. Er berührt das Touchpad und feuert die Kanone ab. Der Sender wiederum sieht das auf seinem Bildschirm.

Daten aus dem Bewegungszentrum werden abgegriffen

Das Brain-To-Brain Interface besteht aus einem Elektroenzephalografie-Gerät (EEG) und einer Spule für transkranielle Magnetstimulation (TMS). Der eine Proband trägt eine Datenkappe mit Elektroden, die mit dem EEG verbunden ist. Das erfasst die Aktivitäten des angeschlossenen Gehirns, genauer die des Bewegungszentrums.

Das EEG zeichnet die Signale auf und sendet sie an einen Computer. Der überträgt sie per Internet auf einen zweiten Computer. An den angeschlossen ist die TMS-Spule, die das Bewegungszentrum des zweiten Probanden beeinflusst und so die Bewegung auslöst.

Rao steuert Stocco

Erstmals demonstrierten Stocco und Rao das System im vergangenen Jahr: Rao steuerte Stocco. Seither haben sie es weiterentwickelt, etwa die Software für die Signalverarbeitung verbessert.

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Funktionsweise der Gehirn-zu-Gehirn-Kommunikation (Bild: University of Washington)

Hatten die beiden Entwickler die ersten Tests noch selbst durchgeführt, luden sie für eine weiterführende Studie sechs Probanden ein, die sie in drei Paare einteilten. Die Trefferrate sei bei den Paarungen unterschiedlich ausgefallen, sie habe zwischen 25 und 83 Prozent geschwankt. Die meisten Fehler lagen aber auf der Seite des Senders: Er dachte nicht rechtzeitig an das Kommando zu feuern.

Das System wird besser

"Die neue Studie bringt unser Paradigma einer Gehirn-zu-Gehirn-Schnittstelle aus dem Stadium eines Prototyps in Richtung Serienreife", sagt Stocco. "Wir haben unser Verfahren wiederholt und wissen jetzt, dass es zuverlässig mit Gelegenheitsprobanden funktioniert." Die Ergebnisse stellen die Forscher im Open-Access-Magazin Plos One vor.

Als Nächstes wollen sie das System so erweitern, dass auch andere Informationen von Gehirn zu Gehirn übertragen werden können, Gedanken etwa. Außerdem wollen sie erkunden, ob sie Hirnströme, die mit Müdigkeit oder Wachheit zusammenhängen, beeinflussen können. Eine mögliche Anwendung könnte ein System für Piloten sein: Nickt der eine ein, kann das System das Gehirn des anderen so stimulieren, dass dieser wach wird und das Flugzeug steuert.