Gesteuert durch Gedanken

Schnittstellen vom Gehirn zum Computer ermöglichen Steuerung durch Gedankenübertragung. Professor Gernot R. Müller-Putz, Speaker der NextM-Konferenz, über Anwendungsgebiete von Kommunikation bis Kaufentscheidungen.

HORIZONT: Die Gehirn-Computer-Schnittstelle, englisch auch Brain-Computer-Interface (BCI) genannt, klingt für den Laien sehr futuristisch. Wie erklären Sie die Technologie jemandem, der sich noch nicht damit beschäftigt hat?

Gernot R. Müller-Putz: Mit einem Brain-Computer-Interface kann man einen Computer steuern, nur indem man denkt. Das funktioniert folgendermaßen: Unsere Gehirn­signale werden von einem Verstärker aufgezeichnet, digitalisiert und einer Mustererkennung zugeführt. Dabei wird dann ein Steuersignal zumBeispiel für einen Computer-Cursor, eine Neuroprothese oder ein Spiel erzeugt.

Die Gehirnsignale oder Oszillationen kann man durch verschiedene Denkmuster beeinflussen; das Denken an eine Handbewegung liefert andere Muster als das Denken an eine Rechnung – schon hat man zwei Muster, die der Computer lernen muss voneinander zu unterscheiden. Kann er es, kann man den Cursor nach links oder nach rechts steuern.

Wie kann man sich diese Gedankenübertragung in der Praxis vorstellen? Denkt man sich ‚Computer, schreib diesen Satz‘, und dieser erledigt das?

Jedes unserer Gehirne ist individuell, daher müssen die Denkmuster vorgegeben und gelernt werden. In der Regel wiederholt man die Denkmuster viele Male, damit man das Mustererkennungssystem trainieren und es diese zwei Muster unterscheiden kann. Schon hat man zwei Befehle, um am Computer etwas zu steuern. Zum Schreiben von Sätzen ist das aber zu aufwendig.

Da macht man das anders: Hier hat man eine Matrix voller Buchstaben auf dem Bildschirm, und die Buchstaben leuchten in zufälliger Reihenfolge mehrmals auf. Bei jedem Aufleuchten entsteht im Gehirn eine bestimmte Welle. Wenn man sich nun bei diesem Vorgang auf einen bestimmten Buchstaben konzentriert und im Kopf mitzählt, wird diese Welle von den anderen verschieden sein, man nennt sie P300-Welle. Man kann dann also herausfinden, bei welchem Buchstaben die Person mitgezählt hat. Schon kann man diesen Buchstaben kommunizieren.

Welche Möglichkeiten bietet die Technologie für beispielsweise Menschen mit körperlichen Einschränkungen?

BCIs mit der P300-Welle werden vor allem zum Kommunizieren, E-Mail-Schreiben, zum Surfen im Web, Zeichnen oder Komponieren von Musik eingesetzt. Mithilfe des BCIs, basierend auf mentalen Denkprozessen wie Hand öffnen oder schließen, versuchen wir für querschnittgelähmte Personen die Greiffunktion wiederherzustellen (siehe MoreGrasp project) oder in Zukunft überhaupt zu lernen, den gesamten Arm zu steuern (ERC Consolidator: Feel Your Reach).

Gibt es bereits Konzepte für die Verwendung der Technologie abseits der Medizin? Welche Potenziale bietet die Technologie für Marketing und Medien?

Die Technologie hinter BCI ist imWesentlichen Echtzeit-Biosignalanalyse. Das kann für viele Forschungsfelder interessant sein. Man kann diese Technologie nutzen, um beispielsweise in den Neurowissenschaften neuartige Experimente durchzuführen. Einen anderen großen Anwendungsbereich bildet das Feld der Wirtschaftsinformatik: Wie funktionert das Entscheiden, das Einkaufen, gibt es neuronale Korrelate für Technostress, vertrauen wir auf die Technik, und vieles mehr.

Computer und Mensch verschwimmen, dies wirft auch ethische Fragen auf. Mit welchen ethischen Aspekten und Kritikpunkten muss man sich auseinandersetzen?

Diese Frage wird oft gestellt. Nun, mit Gedankenlesen hat das ganze nichts zu tun. Wir geben Dinge vor, die dann „nachgedacht“ werden müssen – einfach so verschiedene Muster zu erkennen geht nicht. Die nichtinvasive Anwendung von BCI wirft im Wesentlichen keine wirklichen Fragen auf. Kritischer wird es, wenn die Daten mit dem Mobiltelefon verarbeitet werden. Das ist ja nicht zu unrealistisch, aber da muss man dann genau achtgeben, was mit den Daten passiert. Grundsätzlich sind bei unseren Forschungsarbeiten immer ethische Fragestellungen mit dabei, diese werden oft auch durch die EU vorgegeben. Experimente und Studien werden immer der lokalen Ethikkommission vorgelegt und abgesegnet.

Zur nextM:

Die Zukunftskonferenz NextM will einen Ausblick in die großen Ideen der Welt von Übermorgen geben, in der Mensch und Maschine immer stärker verschmelzen und interagieren. Sie erlaubt einen Blick in die zukünftige Hypervernetzung von digitaler und analoger Welt. Sieben international anerkannte Ideenführer aus Wissenschaft, Forschung und Praxis geben Einblicke in die neuesten Erkenntnisse aus der Zukunftsforschung.

Es geht um Künstliche Intelligenz, Robotik, Digital Manufacturing, Big Data und dem Internet der Dinge. Der Initiator GroupM will für neues Denken begeistern, Austausch entfachen und Exposition gegenüber Konzepten, ursprünglichem Denken und unerwarteten Veränderungsagenden liefern. NextM findet am 23. März 2017 in der Aula der Wissenschaften in Wien statt. 

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