Hirnforschung: Wissenschaftler rekonstruieren Gehörtes aus Hirnströmen

US-Wissenschaftlern ist es gelungen, Wörter, die eine Testpersonen gehört hat, aus Hirnströmen zu rekonstruieren. Im nächsten Schritt wird es darum gehen, Wörter, an die eine Person denkt, aus ihren Hirnströmen herauszulesen.

Artikel veröffentlicht am 1. Februar 2012, 16:45 Uhr, Werner Pluta

Röntgenaufnahme eines Probanden: Elektroden auf dem Schlägenlappen (Bild: Adeen Flinker, UC Berkeley)

Was denkt ein Mensch? US-Forscher sind dabei, es herauszufinden: Sie können aus den Gehirnströmen Wörter auslesen und hörbar machen. Das soll es Menschen, die nach einem Schlaganfall oder durch eine Lähmung nicht mehr sprechen können, ermöglichen zu kommunizieren.

Schläfenlappen

Die Wissenschaftler der Universität des US-Bundesstaates Kalifornien in Berkeley (UC Berkeley) um Brian Pasley haben mit Hilfe von Elektroden den Schläfenlappen belauscht. In diesem Teil des Gehirns sitzen unter anderem der primäre auditorische Cortex und das Wernicke-Sprachzentrum, das für das Sprachverständnis wichtig ist. Dazu haben die Wissenschaftler 15 Patienten 256 Elektroden eingesetzt, die die Aktivitäten in diesem Teil des Gehirns aufzeichnen.

Pasley spielte den Testpersonen jeden Tag fünf bis zehn Minuten lang einzelne Worte oder ganze Sätze vor und zeichnete gleichzeitig die Aktivitäten in Gehirn auf. Anschließend ließ er einen Computer Gespräche und Hirnmuster vergleichen. Mit einer Genauigkeit von 20 bis 30 Prozent könnten sie aus dem Hirnstrom extrahieren, welche Wörter der Proband gehört habe, schreiben die Wissenschaftler in der Open-Access-Fachzeitschrift Plos Biology.

Wörter aus Gehirnströmen

Im nächsten Schritt soll es darum gehen herauszufinden, ob sich auch Wörter extrahieren lassen, wenn die Testperson an diese denkt. Es gebe Hinweise, dass das Hören eines Wortes und die Vorstellung eines Wortes in ähnlichen Regionen des Gehirns stattfindet, sagt Pasley. "Wenn man die Beziehung zwischen Gehirnaufzeichnungen und Ton gut genug versteht, könnte man entweder den Ton, an den diese Person gerade denkt, synthetisieren oder die Worte über ein Interface einfach ausgeben."

Das sei ein wichtiger Schritt für Patienten, die nach einem Schlaganfall oder infolge einer Amyotrophen Lateralsklerose (ALS) nicht mehr sprechen können, sagt Pasleys Kollege Robert Knight, Psychologe und Neurowissenschaftler an der UC Berkeley. "Wenn man die vorgestellte Konversation rekonstruieren könnte, wäre das für tausende Menschen von Nutzen." Daneben lasse sich aus diesen Experimenten viel über das Gehirn und wie es Sprache verarbeitet lernen.

Machbarkeit 2010 bewiesen

2010 war es einer Gruppe von Forschern an der Universität des US-Bundesstaates Utah in Salt Lake City gelungen, Signale aus dem Gehirn in Wörter zu übersetzen. Sie hatten den Patienten allerdings nur 16 Mikroelektroden ins Gehirn implantiert. Das Ganze sei nicht mehr als ein Beweis der Machbarkeit, erklärte seinerzeit Projektleiter Bradley Greger.

Im vergangenen Jahr konnte ein Team der UC Berkeley rudimentär ein Bild rekonstruieren, das eine Testperson zuvor gesehen hatte. Allerdings lasen die Forscher um Jack Gallant dazu nicht die Nervenzellen aus, sondern analysierten die Veränderungen im Blutfluss der für das Sehen zuständigen Hirnareale mit Hilfe von funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRI).