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Schnittstelle zwischen Gehirn und Computer

Über die Möglichkeiten der EEG basierten Kommunikation zwischen Gehirn, Computer und der Welt berichtete gestern Dr. Gernot Müller-Putz vom Brain-Computer-Interface Labor der Fakultät für Computerwissenschaften an der TU Graz. Der Vortrag fand im Rahmen der Veranstaltungsreihe des Naturwissenschaftlich-Medizinischen Vereins statt und zeigte erstaunliche Perspektiven für schwerst gelähmte Menschen auf.

Seit einigen Jahren arbeitet ein interdisziplinäres Forscherteam an der TU Graz an der Entwicklung einer Schnittstelle zwischen Gehirn und Computer, dem „Grazer Brain-Computer Interface“ (Graz-BCI). Dabei nutzen die Wissenschaftler die elektrische Hirnaktivität in Form des Elektroenzephalogramms (EEG). An der Kopfhaut angebrachte Elektroden messen die elektrischen Signale im Gehirn, die verstärkt und an einen Computer übermittelt werden. Dieser wandelt die Gehirnsignale in technische Steuerungssignale um. Das Funktionsprinzip beruht darauf, dass die Hirnaktivität die rein gedankliche Vorstellung einer Handlung widerspiegelt, zum Beispiel die Vorstellung, eine Hand oder einen Fuß zu bewegen. Die Vorrichtung erkennt die damit einhergehenden Veränderungen des Hirnstrombildes und übersetzt diese in ein Steuersignal. Auf diese Weise können Geräte gesteuert werden, die an einen Computer angeschlossen sind, etwa Neuroprothesen, Rollstühle oder andere medizinische Hilfen für schwerst gelähmte Patientinnen und Patienten.

„Bewegende“ Gedanken

Ein gelähmter Patient bewegt seine Glieder lediglich mit Hilfe von Willensimpulsen aus dem Gehirn: Mit der Kraft der Gedanken Computer zu steuern, das ist das erklärte Ziel der BCI-Forschung. Die Wissenschaftler des Instituts für Semantische Datenanalyse um Dr. Gernot Müller-Putz, die die Schnittstelle zwischen Mensch und Computer erforschen, eröffnen dabei völlig neue Perspektiven für Menschen mit Handicaps. Es werden EEG-gesteuerte Systeme entworfen, die bestimmte Muster der Gehirntätigkeit mit speziellen Computerfunktionen verbinden, beispielsweise mit einer geeigneten Software, um auch einfache Steuerbefehle in geschriebene Worte zu übertragen. Mit diesen virtuellen Tastaturen könnten in Zukunft völlig gelähmte Menschen direkt über ihre Hirnaktivität mit ihrer Umwelt kommunizieren. Andere Anwendungen sind die Gedankensteuerung in virtuellen Welten oder die Steuerung von Rollstühlen. Das Grazer Forscherteam genießt längst rund um den Globus hohes Ansehen: 2003 war es den Wissenschaftern gelungen, einem querschnittgelähmten Patienten das Öffnen und Schließen seiner Hand zu ermöglichen. Der junge Mann konnte dadurch erstmals seit einem schweren Badeunfall wieder selbstständig essen und trinken.