Technologien der Zukunft: Brain-Computer-Interfaces

Technologien der Zukunft: Brain-Computer-Interfaces

Ist dir schon einmal aufgefallen, dass wir Menschen sehr viel schneller Informationen aufnehmen können, als wir diese wiedergeben können?

Während unsere Sinne, zum Beispiel das Sehen, Hören, Riechen und Fühlen, wahnsinnig schnell sind, dauert es geradezu ewig, etwas auszusprechen oder aufzuschreiben. Wenn dann noch ein relatives umständliches Gerät, zum Beispiel ein Touchscreen, dazwischen kommt, war es das mit der Breitbandverbindung zwischen Gehirn und Maschine.

Sogenannte Brain-Computer-Interfaces (manchmal auch neural-control interfaces oder brain-machine interfaces genannt) könnten in Zukunft dieses und viele weitere Probleme lösen.

Brain-Computer-Interfaces: Worum geht es?

Die Idee ist eigentlich recht einfach: bisher müssen wir immer einen Umweg gehen, wenn wir mit Computern und anderen Maschinen interagieren möchten. Wir müssen eine Tastatur bedienen, auf einem Touchscreen herumtippen oder unsere Stimme verwenden. Das große Ziel von Brain-Computer-Interfaces ist es deswegen, uns diese Umwege zu ersparen und eine direkte Verbindung zwischen Gehirn und Maschine herzustellen.

Die Forschung zu solchen Gerätschaften hat bereits in den 1970er-Jahren begonnen. Damals wurde (relativ erfolgreich) versucht, per EEG (Elektroenzephalografie), einem noninvasive Verfahren, Hirnströme zu messen und die Signale zu verwenden, um Maschinen zu steuern. Dabei müssen die Anwender keinen ihrer Muskeln verwenden. Diese und ähnliche Technologien wurden in der Zwischenzeit verfeinert und funktionieren bereits erstaunlich gut.

Im Video (YouTube) oben kann man ein Experiment der TU Graz sehen, in welchem jemand World of Warcraft mit seinem Gehirn spielt – das war vor sechs Jahren! Solche und ähnliche, beeindruckende, Experimente kann man zwischenzeitlich viele finden.

All diese Experimente und Technologien basieren, im Grunde, auf Geräten, die von außen (oder minimalinvasiv) Signale „aufnehmen“. Üblicherweise handelt es sich dabei um eine Art von „Mütze“ mit Elektroden, die die Signal des Gehirns aufnehmen. Diese Daten werden dann von komplexen, lernenden, Algorithmen ausgewertet und in Befehle für die Maschine übersetzt. Das große Problem an der Sache: solche Schnittstellen funktionieren nur in eine Richtung und auch das nur recht begrenzt.

Wirklich spannend wird die Geschichte aber, wenn wir über neuere Verfahren nachdenken, die darauf basieren, dass ein Gerät ins Gehirn eingepflanzt wird. Diese kabellosen Chips, die (schon jetzt) ins Gehirn eingepflanzt werden, ermöglichen ganz neue Möglichkeiten. In einem Experiment mit einem Affen, dessen Wirbelsäule verletzt war, wurde ein Chip ins Gehirn und einer in die untere Wirbelsäule eingesetzt. Die beiden Chips wurden dann gekoppelt um die geschädigte Stelle kabellos zu überbrücken.

Die vermutliche medienwirksamste Forschung kommt, wie so oft, von Elon Musk und seiner Firma Neuralink. Diese entwickelt ein „ultra high bandwidth brain-machine interface“ welches Menschen und Computer miteinander vernetzten soll. Musk argumentiert dabei, dass ein gutes Hochgeschwindigkeitsinterface zum Gehirn dabei helfen kann, symbiotisch mit künstlichen Intelligenzen zu leben. Das Szenario welches von Musk gezeichnet wird sieht so aus, dass wir als Menschen eine Erweiterung unseres Gehirnes in Form von einer KI bekommen, die mit den anderen Systemen integriert ist und unsere kognitiven Fähigkeiten massiv verändert.

Was bringt uns das?

Die meiste Forschung findet zurzeit in der Medizin statt. Schon jetzt findet man Brain-Computer-Interfaces in verschiedenen Prothesen. So kann zum Beispiel Menschen geholfen werden, die einen künstlichen Arm brauchen. Dieser, vielmehr die künstliche Hand, kann dann per Gehirn angesteuert werden, auch wenn eine muskuläre/nervliche Ansteuerung nicht mehr möglich ist.  Schon jetzt, aber vor allem auch in Zukunft, werden solche Schnittellen und Chips auch verwendet werden, um Menschen mit neurologischen Störungen zu helfen.  Menschen, die zum Beispiel am Locked-in-Syndrom leiden, kann mit einem Brain-Computer-Interface geholfen werden, kommunizieren zu können.

In Zukunft könnten implantierte Chips, zum Beispiel die Neural Lace von Neuralink, Möglichkeiten eröffnen, die aktuell noch wie Science-Fiction klingen mögen. Dazu gehören zum Beispiel die Kommunikation zwischen Gehirnen, die Verbindung des Gehirns mit Datenquellen (z.B. dem Internet), die Übertragung von Erinnerungen, Erfahrungen und Wissen oder eine Art von Gehirn-VR in welcher wir uns in andere Welten versetzen könnten.

Eine weiterer, spannender, Forschungszweig ist die Überlegung, ob man Neuroimplantate dazu verwenden kann, das Gehirn in Sachen Leistung zu verbessern. Wer sich ein solches Implantat einsetzt, der könnte, kognitiv, mehr leisten. Die sozialen Folgen einer solchen Entwicklung sind dabei aber nur sehr schwer abzuschätzen.

Wo stehen wir?

Die Forschung ist in gewisser Weise immer noch am Anfang. Wie oben beschrieben haben wir bereits gut funktionierende Systeme, die in der Medizin, zum Beispiel bei Lähmungen, eingesetzt werden können. Andere bionische Implantate, zum Beispiel Cochlea-Implantate, sind bereits weit verbreitet.

Gleichzeitig haben wir bereits erste bidirektionale Systeme entwickelt, die einen Rückkanal ermöglichen und das Nervensystem stimulieren können. Trotz all dieses Fortschritts sind die Geräte aber immer noch relativ ungenau, langsam und verhältnismäßig unpraktisch. Dazu kommen viele weitere Probleme aus den involvierten Disziplinen (z.B. der Neurowissenschaft), die noch gelöst werden müssen, bevor Brain-Computer-Interfaces zu Alltagsgeräten werden.

Die vielversprechende Forschung von Neuralink ist leider größtenteils geheim. Elon Musk hat allerdings kürzlich in einem Interview angesprochen, dass die Firma in den kommenden Monaten Ergebnisse vorstellen möchte, die die bisherige Technologie um ein weites übertrumpfen.

Dennoch muss man festhalten, dass die Entwicklung, zumindest in vielen Bereichen, wesentlich weiter ist, als man vielleicht denken mag. Dementsprechend ist es wichtig, dass wir uns jetzt schon Gedanken über zentrale Fragen machen, die in Anbetracht von Brain-Computer-Interfaces auf uns zukommen werden. Wann ist ein Gedanke bereit, veröffentlicht oder gesendet (‚gesagt‘) zu werden? Wie kann sichergestellt werden, dass der Zugriff zu einem Gehirn sicher ist? Muss der Verkauf von Implantaten reguliert werden? Müssen Menschen in bestimmten Berufen, zum Beispiel Ärzte, Implantate verwenden, wenn diese ihre Leistung nachgewiesenermaßen verbessert?

Wer sich für diese kritischere Seite interessiert, dem sei das neue Buch Mein Kopf gehört mir von Miriam Meckel ans Herz gelegt. In diesem Buch fordert die Publizistin und Kommunikationswissenschaftlerin, dass wir die Autonomie über unseren Kopf und unsere Gedanken behalten müssen.

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