Montag, 27.09.2021
 
Seit 08:50 Uhr Presseschau
StartseiteInterviewDer direkte Draht ins Hirn09.07.2009

Der direkte Draht ins Hirn

Neurobiologe: Gehirn-Computer-Schnittstellen können "letzte Kommunikationsmöglichkeit" sein

Die Forschung zur Auswertung und Interpretation von Gehirnströmen ist nach Ansicht des Tübinger Neurobiologen Niels Birbaumer Menschen mit schweren Lähmungen eine letzte Möglichkeit der Kommunikation.

Niels Birbaumer im Gespräch mit Sandra Schulz

Gedanken sind elektrische Muster - schwierig ist die Interpretation. (bcm.edu)
Gedanken sind elektrische Muster - schwierig ist die Interpretation. (bcm.edu)

Sandra Schulz: Auch in Berlin dabei ist Niels Birbaumer, der Professor für medizinische Psychologie und Verhaltensneurobiologie an der Universität Tübingen ist jetzt am Telefon. Guten Morgen!

Niels Birbaumer: Morgen!

Schulz: Wie funktioniert das, dass Menschen mit der Kraft ihrer Gedanken Dinge bewegen?

Birbaumer: Ja, jeder Gedanke kommt aus einem elektrischen Signal im Gehirn, und diese Signale kann man entweder außen am Kopf und natürlich direkt im Gehirn abgreifen, und damit hat man elektrischen Strom zur Verfügung, der dem Gedanken zumindest grob entspricht. Und damit kann man natürlich, genauso mit jedem anderen Strom, wenn man verstärkt, natürlich Dinge bewegen, Dinge verändern, Computer anstarren, was man halt gerade will.

Schulz: Flippern mit der Kraft der Gedanken, war das der größte Erfolg der letzten Zeit?

Birbaumer: Nee, also das sind natürlich nur ganz interessante Spielereien. Aber die Sache hat einen ernsten Hintergrund, vor allem bei Menschen, die vollkommen gelähmt sind, wie zum Beispiel Menschen mit amyotropher Lateralsklerose, bei denen alle Muskeln absterben. Für die ist das die letzte Kommunikationsmöglichkeit. Sie können ja dann auch mit den Augen nicht mehr kommunizieren. Und wenn sie gelernt haben, mit dem Gehirn zu kommunizieren, können sie zum Beispiel mit ihren Hirnströmen Buchstaben auswählen aus einer Gruppe von Buchstaben und damit langsam, aber immerhin weiter normal kommunizieren. Und das ist nämlich für die Lebensqualität zentral.

Schulz: Wie kann man das lernen, mit dem Gehirn zu kommunizieren?

Birbaumer: Im Grunde ganz einfach, genauso wie man jede Geschicklichkeitsaufgabe oder Sport lernt. Man beobachtet zum Beispiel auf einem Bildschirm und hört seine eigene Hirnaktivität, und der Computer sagt einem dann, welche Änderungen, die man gerade sieht, welche Änderungen man mehr produzieren soll. Und wenn das durch Zufall einmal gelingt, dann belohnt einen der Computer dafür, und im Laufe der Zeit gelingt es dann, diese, sag ich jetzt einmal, Gedankenbewegung wie jede andere Bewegung dann öfters und präziser zu machen. Und im Laufe der Zeit gelingt Ihnen das genauso gut wie Radfahren oder Fußballspielen oder was auch immer Sie machen.

Schulz: Wie lässt sich das noch plastischer machen? Es gibt ja auch diese Rollstühle, die man mit der Kraft der Gedanken steuern kann. Wie kann ich es mir vorstellen, dass ich "links" denke zum Beispiel?

Birbaumer: Sie brauchen gar nicht links denken, Sie brauchen sich nur eine Bewegung mit der linken Hand vorstellen, und in diesem Fall würde die rechte über der Handregion, der rechte Hirnteil, also gegenüberliegend, würden die Frequenzen, also diese Oszillationen im EEG deutlich kleiner und schneller werden. Je intensiver Sie das denken, umso schneller sind die. Diese Aktivität greif ich dann ab mit einer Elektrode, die ich an der Kopfhaut befestige, die führe ich zu einem Verstärker, der Verstärker führt den Strom dann an den Rollstuhl und der dreht sich entsprechend der Intensität meiner Vorstellung.

Schulz: Wie konkret muss denn so ein Gedanke sein, damit der Computer ihn versteht?

Birbaumer: Gar nicht konkret. Das hängt davon ab, das ist für jeden Menschen individuell verschieden, jeder Mensch denkt anders. Der Computer lernt ja mit solchen sogenannten lernenden Algorithmen - das sind so lernende mathematische Automaten -, der Computer lernt, sich im Laufe der Zeit auf die einzelne Person einzustellen, nimmt eben dann das Muster, das für diese Person charakteristisch ist, heran. Und im Laufe der Zeit lernt er ja - natürlich auch durch die Fehler, die der Rollstuhl dann macht - lernt natürlich dann auch dieser Computer, die richtige Aktivität der Person abzugreifen. Aber das geht nicht ohne Fehler. Also beim Rollstuhl hätte ich im Moment noch meine Bedenken, denn beim Rollstuhl, wenn Sie über eine Stufe fahren, wollen Sie ja nicht, dass ein Fehler passiert, denn sonst fliegen Sie die Stufe runter. Also im Moment ist die Fehlerrate da noch sehr, sagen wir jetzt einmal, wenn man es sehr gut kann, immer noch so etwa zehn Prozent. Und das sollte natürlich da nicht sein.

Schulz: Lernende Automaten, haben Sie gerade gesagt, kommen Sie damit auch dem Gedankenlesen näher?

Birbaumer: Na ja, schon, im Prinzip schon. Man kann im Moment mit dem, was man zur Verfügung hat, und vor allem an der Außenseite des Schädels Gedanken nie lesen können, weil wir an der Außenseite des Schädels natürlich die Aktivität von Millionen und Milliarden Zellen messen, die alle was anderes tun. Wenn man aber hineingeht ins Gehirn, zum Beispiel bei manchen Schwerstkranken ist das ja auch schon passiert, die Elektroden in das Gehirn, in die einzelnen Zellen hineinsteckt, dann kann man natürlich schon sehr genau die Abläufe der Nervenzellen lesen. Aber so was wie Worte, also einzelne Buchstaben, die wir dann ja zum Lesen eines Satzes zum Beispiel benötigen, das geht noch nicht. Man kann dann ungefähr die Richtung des Gedankens, die Intensität des Gedankens, den Ort des Gedankens, solche Sachen kann man klassifizieren, aber so richtig lesen können wir das Muster im Moment noch nicht, aber das ist alles eine Frage der Zeit.

Schulz: Aber die Frage, was Gedanken sind, der kommen Sie dann auch immer näher?

Birbaumer: Im Grunde wissen wir das ja schon seit 100 Jahren. Seit der spanische Physiologe Cajal eben die einzelnen Nervenzellen untersucht hat, wissen wir, dass Gedankenabläufe von elektrischen Mustern sind, von sogenannten aktionspotenziellen Mustern, die eben einen bestimmten Gedanken in ihrer Frequenz, also in der Art, wie sie aufeinander folgen, in der Geschwindigkeit und dem Rhythmus, wie sie aufeinander folgen, kodieren. Was wir nicht wissen, ist, welcher Gedanke jetzt mit welchem dieser Muster ganz spezifisch einhergeht. Dass er an diesem Muster hängt, wissen wir ganz genau.

Schulz: Und was ist da der Unterschied zu Gefühlen?

Birbaumer: Im Grunde keiner. Der große Unterschied bei den Gefühlen ist ja, das weiß ja jeder selber, dass sie einen positiven oder negativen Wert haben, während der Gedanke kann ja auch abstrakt sein. Ein Gefühl ist nie abstrakt, ist immer entweder gut oder schlecht. Und dieses Gut und Schlecht, diese Dimension des Angenehmen, Unangenehmen, die wird in anderen Hirnteilen vermittelt als die normalen abstrakten Gedanken, nämlich in einem System, das nennt man das paralimbische System, das ist mehr in der Tiefe gelegen. Aber die Art, wie die Gefühle verschlüsselt sind, ist genau dasselbe wie die Gedanken, nämlich in solchen Frequenzmustern, die man genauso gut ablesen könnte, sogar zum Teil noch besser wie Gedanken. Der Grund, warum es im Moment noch technisch schwierig ist, ist, weil wir in die Tiefe des Gehirns, außer indem wir Elektroden reinstecken würden, eben mit dem EEG nicht kommen. Also müssen wir dazu Kernspintomographen verwenden, und das ist sehr teuer, das ist für die breite klinische Anwendung im Moment noch nicht möglich.

Das könnte sie auch interessieren

Entdecken Sie den Deutschlandfunk