Mind-Machine-Durchbruch: Personentyp Mit Einfachen Gedanken

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Durch die konzentration auf bilder von buchstaben können menschen mit elektroden im gehirn mit ihren gedanken tippen.

Durch die Konzentration auf Bilder von Buchstaben können Menschen mit Elektroden im Gehirn nur mit ihren Gedanken tippen, zeigen Wissenschaftler.

Diese Erkenntnisse sind ein weiterer Schritt auf dem Weg zu Mind-Machine-Schnittstellen, die den Menschen eines Tages dabei helfen können, nur mit ihren Gedanken zu kommunizieren. Forscher haben kürzlich Gehirnscans eingesetzt, um Zahlen zu sehen und vielleicht sogar Videos aus den Köpfen der Menschen zu ziehen.

Die Neurowissenschaftler untersuchten zwei Patienten mit Epilepsie auf Anfallsaktivität mit Elektroden, die direkt auf der Oberfläche ihres Gehirns angeordnet waren, um die durch das Abfeuern von Nervenzellen erzeugte elektrische Aktivität aufzuzeichnen. Diese Art der Prozedur erfordert eine Kraniotomie, einen chirurgischen Schnitt in den Schädel.

Wie es funktioniert

Der leitende Ermittler Jerry Shih, ein Neurologe auf dem Mayo Clinic Campus in Jacksonville, Florida, wollte herausfinden, wie gut das noch junge Mind-Machine-Interface bei diesen Patienten funktionierte. Er argumentierte, dass es besser wäre, wenn Elektroden direkt im Gehirn platziert würden, anstatt auf der Kopfhaut, wie dies bei der Elektroenzephalographie oder beim EEG der Fall ist.

Die meisten Studien zur Interaktion zwischen Geist und Maschine haben EEG eingesetzt, erklärte Shih.

"Die Kopfhaut und der knöcherne Schädel zerstreuen und verzerren das Signal, ähnlich wie die Erdatmosphäre das Licht der Sterne verschwimmt", sagte Shih. "Aus diesem Grund waren die bisherigen Fortschritte bei der Entwicklung dieser Art von Mind-Interfaces nur langsam."

Die Patienten saßen vor einem Bildschirm, der ein Raster von 6 x 6 mit einem einzelnen Buchstaben in jedem Quadrat zeigte. Jedes Mal, wenn ein Quadrat mit einem bestimmten Buchstaben blitzte und der Patient sich darauf konzentrierte, leiteten die Elektroden die Reaktion des Gehirns an einen Computer weiter. Die Patienten wurden dann aufgefordert, sich auf bestimmte Briefe zu konzentrieren, und der Computer zeichnete auch diese Daten auf.

Nachdem das System auf die spezifischen Gehirnwellen jedes Patienten kalibriert war, erschien der Brief auf dem Bildschirm, wenn sich der Patient auf einen Brief konzentrierte.

"Wir waren in der Lage, die gewünschten Buchstaben für unsere Patienten mit einer Genauigkeit von nahezu 100 Prozent konstant vorherzusagen", sagte Shih. "Während dies mit den Ergebnissen anderer Forscher mit EEGs vergleichbar ist, ist dieser Ansatz lokaler und kann möglicherweise eine schnellere Kommunikationsrate bieten. Unser Ziel ist es, einen Weg zu finden, um die Gehirnwellen eines Patienten effektiv und konsequent für bestimmte Aufgaben zu nutzen."

Wie man es benutzt

Sobald die Technik perfektioniert ist, erfordert der Wille des Patienten eine Kraniotomie, obwohl nicht klar ist, wie viele Elektroden implantiert werden müssten. Die Computer müssten auch die Gehirnwellen jeder Person für die gewünschten Aktionen kalibrieren, beispielsweise die Bewegung eines Armes der Prothese, sagte Shih.

"Über 2 Millionen Menschen in den USA können von Hilfsgeräten profitieren, die von einer Gehirn-Computer-Schnittstelle gesteuert werden", sagte Shih. "Diese Studie stellt einen kleinen Schritt auf dem Weg in diese Zukunft dar, stellt jedoch einen spürbaren Fortschritt dar, wenn Gehirnwellen für bestimmte Aufgaben verwendet werden."

Diese Patienten müssten einen Computer verwenden, um ihre Gehirnwellen zu interpretieren, "aber diese Geräte werden so klein, dass sie möglicherweise irgendwann implantiert werden", sagte Shih. "Wir finden unsere Fortschritte bisher sehr ermutigend."

Die Wissenschaftler detaillierten ihre Ergebnisse am Sonntag in Boston auf der Jahrestagung der American Epilepsy Society.

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