Brain-Computer-Interface

Elon Musk hat bei der Vorstellung des BCI seines Unternehmens Neuralink vollmundige Ankündigungen gemacht, was mit dem System in Zukunft alles möglich sei. Wir haben einen Hirnforscher gefragt, was von solchen Versprechungen zu halten ist.
Ein Interview von Werner Pluta

Eine Fremdsprache aus dem Appstore laden: Elon Musks viertes Unternehmen Neuralink entwickelt einen implantierbaren Chip, der es ermöglichen soll, einen Computer mit Gedanken zu steuern. Langfristig sollen über den Chip neue Fähigkeiten ins Gehirn geladen werden können.

US-Forscher haben ein System entwickelt, das Signale aus dem Gehirn in gesprochene Sprache übersetzt. Dabei bildet es die Stimme und Sprachmelodie des Probanden nach. Das System soll es in Zukunft Menschen, die ihre Sprechfähigkeit verloren haben, ermöglichen zu sprechen.

Was fühlt der Mitarbeiter? Verantwortliche in diversen chinesischen Unternehmen wissen es: Ihre Angestellten tragen Datenkappen, die Stress erfassen können. Die Unternehmen wollen so unter anderem Fehlern vorbeugen. Kritiker warnen vor Eingriffen in die Privatsphäre.

Ein Cortex-M0 samt Brain-Computer-Interface: ARM und das Center for Sensorimotor Neural Engineering (CSNE) arbeiten an einem SoC für das Gehirn, um Betroffenen von Rückenmarksverletzungen zu helfen oder Krankheiten wie Alzheimer besser zu verstehen.

Noch ein Chefjob für Elon Musk: Er hat ein Unternehmen gegründet, das Gehirnimplantate entwickeln soll. Er will Neuralink selbst leiten - trotz seiner Chefposten bei SpaceX und Tesla.

Eine Software, die Gefühle des Nutzers interpretiert, hat Wacom mit Hilfe des Biotechnikunternehmens Neurosky entwickelt. Genutzt wird dafür ein Stift-Tablet.

Er spielt Guitar Hero, obwohl er seine Hände nicht bewegen kann. Ein spezielles System ermöglicht es einem querschnittsgelähmten US-Bürger, dennoch zu greifen.

"Ein bisschen weiter nach oben", denkt sich der Pilot und schon schwebt die Drohne höher. Das ist keine Szene aus einem Science-Fiction-Film, sondern das Ziel des Projekts Brainflight. Es könnte eines Tages auch zur Steuerung von Passagierflugzeugen genutzt werden.

Einige Sensoren und ein Smartphone sollen ausreichen, um das Risiko eines Schlaganfalls vorab zu erkennen. Entwickelt wurde das Früherkennungssystem von Samsung-Mitarbeitern, die sich sonst mit ganz anderen Geräten befassen.

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.

Selbstoptimierung ist auch über Hirnströme möglich, beweist der Sportschütze Sebastiano Galazzo. Weitere Anwendungen des EEG demonstriert er mit einem mit Qt geschriebenen Spiel. Die Technik soll Open Source sein und auf Android und iOS portiert werden können.

Dell entwickelt eine Software, die die Stimmung eines Menschen anhand von Gehirnströmen erkennen kann. Sie soll beispielsweise bei der Arbeit eingesetzt werden.

Das britische Unternehmen In Place verbindet die Datenbrille Glass mit einem Gehirnwellenmonitor: Damit lassen sich Funktionen der Google Glass durch erhöhte Denkprozesse auslösen - beispielsweise die Kamera.

Der Blick in die Zukunft zeigt, dass die Computersteuerung durch Gehirnströme populär werden wird. Doch wie sollen Gedanken vor Unbefugten geschützt werden?

Datenkappe ersetzt Steuerknüppel: Forscher aus München und Berlin entwickeln ein BCI-basiertes System zum Fliegen. Erste Tests im Simulator verliefen überraschend gut.

Es geht auch ohne Controller oder Maus: Computer lassen sich mit Gehirnströmen steuern - ob für Computerspiele oder Gesundheitschecks. Forscher machen die einst unbezahlbare Technik massentauglich.

US-Wissenschaftler nutzen ein BCI, eine 3D-Brille und virtuelle Hände bei der Rehabilitation von Schlaganfallpatienten. Diese denken an eine Bewegung von Hand oder Arm und steuern dadurch die virtuellen Gliedmaßen. Ziel ist die Wiederherstellung geschädigter Nervenverbindungen.

Dieses Auto fährt nur, wenn der Fahrer konzentriert ist. Der trägt ein BCI, das seine Hirnaktivitäten misst. Ist der Fahrer unaufmerksam oder achtet nicht auf die Straße, bremst das Fahrzeug ab.

Einem US-Wissenschaftler ist es gelungen, einen Kollegen fernzusteuern. Er hat seine Gedanken in dessen Gehirn übertragen und eine Bewegung ausgelöst, ohne dass der andere das wollte.

Die US-Behörde FDA hat ein BCI für die Diagnose von ADHS zugelassen. Die Verhaltensstörung lässt sich anhand von veränderten Hirnstrommustern erkennen. Mediziner sind vom Nutzen des Systems noch nicht überzeugt.

Ein BCI nutzen zu lernen, ist wie das Erlernen einer einfachen motorischen Fähigkeit. Das haben Forscher in den USA nachgewiesen. Sie glauben, mit dieser Erkenntnis bessere Gehirn-Computer-Schnittstellen entwickeln zu können.

Forscher in den USA haben eine Gedankensteuerung für eine Drohne entwickelt. Gedacht ist das nicht invasive BCI für Patienten, die aufgrund einer Krankheit ihre Gliedmaßen nicht mehr bewegen können.

Forscher von Samsung und einer US-Universität testen neue Möglichkeiten, um mobile Geräte zu steuern: Statt mit den Fingern bedient der Nutzer ein Tablet über ein BCI mit seinen Gedanken.

US-Wissenschaftler haben das Gehirn eines Menschen mit dem einer Ratte vernetzt. Künftig wollen sie die Kommunikation von einem menschlichen Gehirn zu einem anderen ermöglichen.

Forscher haben für Ratten eine Gehirn-zu-Gehirn-Schnittstelle konstruiert. Über diese konnten die Tiere Informationen austauschen. Das klappte auch über mehrere tausend Kilometer.

US-Forscher haben die sinnliche Wahrnehmung von Ratten erweitert: Sie haben ihnen Elektroden in ihr Gehirn implantiert, die sie Infrarotlicht fühlen lassen.

Eine gelähmte Patientin in den USA bewegt einen Roboterarm über eine Gehirn-Computer-Schnittstelle (BCI). Damit kann sie etwas, das ihr lange verwehrt war: eine Tafel Schokolade nehmen und hineinbeißen.

Das US-Unternehmen Puzzlebox hat einen Hubschrauber entwickelt, der mit der Kraft der Gedanken des Piloten in die Luft erhoben wird. Per Crowdfunding soll der Helikopter zur Serienreife gebracht werden.

Ein französisch-japanisches Forscherteam hat eine Gedankensteuerung für einen Roboter entwickelt. Der Proband sieht optische Reize auf einem Bildschirm, die in Steuersignale umgesetzt werden.

Eine Gehirn-Computer-Schnittstelle könnte es Menschen mit einer Rückenmarksverletzung ermöglichen zu gehen. Bei einem Test konnte ein Proband mit dem BCI Roboterbeine steuern.

Der US-Wissenschaftler Philip Low hat eine einfach einsetzbare Gehirn-Computer-Schnittstelle entwickelt. Zusammen mit dem Physiker Stephen Hawking arbeitet er an der Möglichkeit, das System zum Gedankenlesen einzusetzen.

Deutschen und britischen Wissenschaftlern ist ein Fortschritt auf dem Gebiet der Gehirn-Computer-Schnittstelle gelungen: Sie konnten Bewegungen des Arms mit Elektroden entschlüsseln, die auf dem Gehirn sitzen. Bislang werden die Elektroden in das Gehirn eingesetzt.

Über einen Chip, der in das Bewegungszentrum ihres Gehirns implantiert ist, können zwei Gelähmte in den USA Roboterarme steuern.

Ein Affe kann einen Ball greifen, obwohl die Nerven in seinem Arm betäubt sind. US-Wissenschaftler nehmen die elektrischen Signale mit einer Elektrode vom Bewegungszentrum im Gehirn des Tieres ab, übersetzen sie und stimulieren damit Muskeln in seinem Arm.

Brain-Computer-Interfaces gibt es eine Menge. Gern werden sie als Assistenzsysteme, etwa bei Autofahrern, eingesetzt. Der Japaner Masaki Batoh hingegen komponiert mit Hilfe von Gehirnwellen.

Strom aus der Wasserleitung, gedankenlesende Smartphones und nur noch relevante Informationen im elektronischen Briefkasten - IBM-Vordenker haben Trends für die technischen Entwicklungen in den kommenden fünf Jahren vorhergesagt.

Forscher in Israel haben einen Chip entwickelt, der als ein künstliches Kleinhirn fungiert. Diesen haben sie einer Ratte implantiert.

Die Universität von Lausanne und Nissan arbeiten gemeinsam an einem gedankengesteuerten Assistenzsystem für das Auto. Ausgangspunkt ist das Gedankensteuerungssystem, das die Schweizer für einen Rollstuhl entwickelt haben.

Wissenschaftlern ist erstmals gelungen, durch aufwendige Echzteit-Gehirnscans ein vom Betrachter gerade angeschautes Video näherungsweise zu rekonstruieren oder zu erwahnen. Der Weg zu neuen Hirn-Maschine-Schnittstellen ist jedoch noch weit.

Forscher der TU in Berlin haben ein Fahrzeugassistenzsystem entwickelt, das an der Gehirnaktivität erkennt, wann ein Autofahrer bremsen will, und seinerseits auf die Bremse tritt. So kann das Auto schneller zum Halten gebracht werden.

Der japanische Autohersteller Toyota hat ein Fahrrad entwickeln lassen, dessen Gangschaltung mit Gehirnströmen betätigt wird.

E-Book-Reader ließen sich nicht intuitiv bedienen, kritisieren japanische Forscher. Sie haben mit Paranga ein Gerät entwickelt, das es ermöglicht, in einem digitalen Buch wie in einem gedruckten zu blättern. Das Gerät könnte künftig als Erweiterung an einem E-Book-Reader oder einem Tablet angebracht werden.

Cebit EEG-Headsets wie die von Neurosky könnten Videospiele revolutionieren - aber nicht, weil sie zur Spielsteuerung verwendet werden. Der Psychologe Axel Kowalski erklärte in Hannover, wie die Technik mit Biofeedback zu mehr Ruhe und Konzentrationsfähigkeit verhelfen kann.

Forscher von der Freien Universität in Berlin haben eine Gehirn-Computer-Schnittstelle entwickelt, mit der es möglich ist, ein Auto zu steuern.

Wissenschaftler aus der Schweiz haben ein Auswertungssystem entwickelt, das die Bedienung einer Gehirn-Maschine-Schnittstelle vereinfacht. Der Nutzer muss sich weniger auf die Kommandos konzentrieren und kann gleichzeitig an etwas anderes denken.

Die für Arzneimittel zuständige US-Behörde will noch in diesem Jahr Tests mit einer robotischen Armprothese durchführen. Die Prothese wird über einen Chip gesteuert, der in das Gehirn des Patienten implantiert wird.

Australische Wissenschaftler haben eine Denkkappe entwickelt: Diese regt einen bestimmten Teil des Gehirns an und erhöht so die Fähigkeit, in neue Richtungen zu denken.

Auf der Cebit 2011 wird Neurosky sein neues EEG-Headset Mindwave zeigen. Wie der Vorgänger Mindset soll es zur Steuerung von Spielen mittels Gehirnwellen und für Entspannungsübungen dienen - aber besser aussehen.

Im Zuge eines EU-Projekts wollen Forscher aus mehreren Ländern eine neuartige Mensch-Maschine-Schnittstelle entwickeln. Ziel ist es, Nerven und Computer miteinander kommunizieren zu lassen.