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Wie funktionieren Brain-Computer-Interfaces? Möglichkeiten für die Medizin

| Redakteur: Peter Reinhardt

2014 gelang Forschern erstmalig eine direkte Brain-to-Brain-Kommunikation über die Distanz von nahezu 9.000 km.
2014 gelang Forschern erstmalig eine direkte Brain-to-Brain-Kommunikation über die Distanz von nahezu 9.000 km. (Bild: gemeinfrei / CC0)

Spätestens seit Forschern 2014 erstmalig über die Distanz von nahezu 9.000 km eine direkte Brain-to-Brain-Kommunikation zwischen Testpersonen in Indien und Frankreich gelang, faszinieren auch sogenannte Brain Computer Interfaces (BCI) die Gesellschaft im Allgemeinen – und Medizinforscher im Speziellen.

  • Einfluss von Brain-Computer-Interfaces auf die Medizin
  • Prothesen nicht nur nutzen, sondern fühlen
  • Ziel ist die gänzliche Wiederherstellung jeglicher körperlichen Funktion des Menschen

Die hochkomplexe Technologie der Brain Computer Interfaces (BCI) sieht die Steuerung technischer Geräte durch menschliche Gedanken vor. Das fördert etliche neue Möglichkeiten zutage. Doch wie funktionieren die Mensch-Maschine-Schnittstellen und inwieweit kann die Medizin davon profitieren?

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Wie funktionieren BCIs?

Grundsätzlich ist der Aufbau eines Brain Computer Interfaces nicht nur im professionellen Rahmen, sondern auch für Laien möglich. Für das grundlegende Kommunikationssystem wird lediglich entsprechende Hard- und Software benötigt. Menschliche Gehirnströme werden bei der Herstellung einer Mensch-Maschine-Schnittstelle mittels Elektroenzephalografie (EEG) als elektrische Signale interpretiert. In dieser Form werden sie an einen Computer weitergeleitet, der sie analysiert und wiederum als Befehle an das zu bedienende technische Gerät weiterleitet. Eine der bislang größten Schwierigkeiten besteht jedoch in der Genauigkeit der empfangenen Gehirnsignale: Eine exakte Differenzierung der übermittelten Informationen ist derzeit nicht möglich.

Vorteile von BCIs für die Medizin

Die grundlegenden Ziele von BCIs bestehen in einem besseren Verständnis des menschlichen Gehirns und dessen Optimierung. Dadurch werden auch bedeutende Fortschritte in der Medizin erwartet, etwa hinsichtlich der Steuerung von motorischen Prothesen. So sollen es die modernen Schnittstellen Prothesenträgern zukünftig ermöglichen, ihre Prothese nicht nur zu nutzen, sondern auch zu fühlen. Weiterhin wird angestrebt, Krankheitssymptome von Alzheimer-, Parkinson- und Epilepsiepatienten zu lindern sowie die Entstehung jener Krankheiten schneller zu erkennen. Auch am Locked-in-Syndrom leidenden Patienten, denen Kommunikation in keiner Form möglich ist, könnte mithilfe von Brain Computer Interfaces geholfen werden. Durch die Steuerung technischer Geräte, wie beispielsweise einer Tastatur, könnten sie sich ihren Mitmenschen wieder frei mitteilen.

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Ein besonders ambitioniertes Ziel stellt die gänzliche Wiederherstellung jeglicher vorstellbaren körperlichen Funktion des Menschen dar. Physische und psychische Einschränkungen sollen damit der Vergangenheit angehören. Hierbei handelt es sich jedoch lediglich um eine Idee, deren Realisierbarkeit zum aktuellen Zeitpunkt noch in weiter Ferne zu liegen scheint. Welche weiteren Möglichkeiten sich tatsächlich durch moderne BCIs ergeben könnten, zeigt die folgende Infografik von RS Components.

Wie Gehirn-Computer-Schnittstellen unsere Welt verbessern – eine Infografik von RS Components

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