Technologie ermöglicht es Gehirnsignalen, Computer zu steuern
Die Teilnehmer einer neuen Studie konnten allein anhand von Gehirnsignalen einen Computerbildschirm auffordern, das bestimmte Bild ihrer Wahl anzuzeigen.
"Die Probanden konnten ihre Gedanken nutzen, um die Bilder, die sie auf dem Computerbildschirm sahen, außer Kraft zu setzen", sagte der Hauptautor der Studie, Itzhak Fried, Ph.D., Professor für Neurochirurgie an der University of California in Los Angeles.
Während der Forschung wurde das Gehirn der Freiwilligen mit einem Computer verbunden, der zwei überlappende Bilder zeigte. Durch die Verwendung von Gehirnsignalen, die von einer relativ kleinen Anzahl von Gehirnzellen an den Computer übertragen wurden, konnten die Teilnehmer den Computer zwingen, eines der Bilder anzuzeigen und das andere zu verwerfen.
Die Teilnehmer der Studie waren 12 Epileptiker, denen winzige Drähte in ihr Gehirn implantiert wurden, um die Anfallsaktivität zu überwachen. Diese Aufzeichnungen werden üblicherweise verwendet, um die für Anfälle verantwortlichen Gehirnbereiche zu lokalisieren. In dieser Studie wurden die Drähte im medialen Temporallappen platziert, einem Bereich, der mit dem Gedächtnis und der Fähigkeit, komplexe Bilder wie Gesichter zu identifizieren, verbunden ist.
Während ihre Gehirnsignale an einen Computer übertragen wurden, betrachteten die Teilnehmer zwei zusammengeführte Bilder auf einem Computerbildschirm, wobei jedes Bild ein vertrautes Objekt, einen Ort, eine Person oder ein Tier zeigte. Die Forscher forderten die Freiwilligen dann auf, ein Bild mental auszuwählen und sich darauf zu konzentrieren, bis das Bild vollständig sichtbar wurde und das andere Bild verblasste.
Überraschenderweise benötigte die Studie nur vier Zellen im Temporallappen. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass jede einzelne Zelle in diesem Abschnitt des Gehirns Impulse mit einer höheren Rate aussendet, wenn sie ein bestimmtes Bild bevorzugt. Beispielsweise könnte eine bestimmte Zelle im Temporallappen auf ein Foto von Marilyn Monroe reagieren, während eine andere auf Michael Jackson reagieren könnte. Beide Promi-Gesichter wurden während der Studie verwendet.
"Die bemerkenswerten Aspekte dieser Studie sind, dass wir unsere Aufmerksamkeit darauf konzentrieren können, eine Wahl zu treffen, indem wir so wenige Gehirnzellen modulieren, und dass wir lernen können, diese Zellen sehr schnell zu kontrollieren", sagte Dr. Debra Babcock, Ph.D., Programmdirektorin am Nationalen Institut für neurologische Störungen und Schlaganfall (NINDS).
Die Studie betont die technologischen Sprünge bei der Entwicklung von Gehirn-Computer-Schnittstellen (BCI) - Geräte, mit denen Menschen Computer oder andere Instrumente durch ihre Gedanken steuern können. BCIs sind vielversprechend für gelähmte Menschen, die in der Lage wären, Prothesen mit den Geräten zu kommunizieren oder zu steuern.
Für diese Studie wurde jedoch die BCI-Technologie verwendet, um herauszufinden, wie das Gehirn Informationen verarbeitet, und um besser zu verstehen, wie Gedanken und Entscheidungen mit der gemeinsamen Aktivität einzelner Gehirnzellen verbunden sind.
Dieses Spiel wurde von der Gruppe insgesamt fast 900 Mal gespielt, und die Teilnehmer konnten den Computer in 70 Prozent der Fälle dazu bringen, das Zielbild anzuzeigen. Die Freiwilligen schienen sich sehr schnell durchzusetzen und waren oft beim ersten Versuch erfolgreich.
"Dies ist eine neuartige und elegante Verwendung einer Gehirn-Computer-Schnittstelle, um zu untersuchen, wie das Gehirn die Aufmerksamkeit lenkt und Entscheidungen trifft", sagte Babcock.
Die Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht Natur und wurde zum Teil vom Nationalen Institut für neurologische Erkrankungen und Schlaganfälle (NINDS) und dem Nationalen Institut für psychische Gesundheit (NIMH), beide Teil des NIH, finanziert.
Quelle: Nationale Gesundheitsinstitute
