Neuro-Gadgets: Muckis für's Hirn

11.02.2014
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Die Kraft der Gedanken ist in der Neurowissenschaft ein beliebtes Thema. Gehirnwellen und Geräte werden zunehmend eins, künftig sollen wir sogar unsere technische Umgebung alleine per Hirnkraft steuern können. Diese Neuro-Gadgets zeigen, wie's geht.

Die meisten Neuro-Gadgets basieren auf Brain-Computer-Interfaces, einem Bereich der Neurotechnik. Diese Mensch-Maschine-Schnittstelle stellt eine Verbindung zwischen dem Gehirn und einem Computer oder einer App her, ohne dass andere Körperteile genutzt werden müssten, um beispielsweise ein Gerät zu bedienen. Brain-Computer-Interfaces basieren auf der Beobachtung, dass schon die Vorstellung eines Verhaltens messbare Veränderungen der elektrischen Hirnaktivität auslöst. Seither wird an allen Ecken und Enden an Neuro-Gadgets geforscht und gebastelt. Das Ergebnis ist kuriose und faszinierende Technik, die beweist: Wir sind weit davon entfernt, die volle Kapazität unseres Gehirns zu nutzen.

Der Beginn: Aus alt mach neu

Das Spiel "Pong" war in den 1980er Jahren eines der ersten Videospiele auf dem Markt. Zwei Balken, ein hin- und herfliegender Ball. So simpel, so gut. Aufgrund seiner Einfachheit ist das Spiel bis heute beliebt wie eh und je und spielt auch gegenwärtig wieder eine Rolle in einer neuen technischen Ära: Der Steuerung von Computerspielen und -anwendungen alleine per Gedankenkraft.

In diesem Video sind zwei Personen beim Spielen von "Pong" zu sehen, während sie eine Kappe mit jeweils 32 Kanälen tragen. Die Kanäle zeichnen EEG-Aktivitäten über die Kopfhaut auf. Zeitgleich wird ein Kontrollsignal aus beiden Köpfen entnommen, das an eine externe Anwendungssoftware übermittelt und dort in die vertikale Position der Balken übersetzt wird. Kurz gesagt: Denkt eine der Personen "Oben", bewegt sich auch der Balken in die Höhe. Dabei sind es nicht ganz die Gedanken, die den Balken steuern, sondern Spannungen auf der Kopfhaut. Hat also eine Person eine bestimmte Richtung im Sinn, fließt die entsprechende Spannung über die Haut. Kurz: Dem EEG entgeht nichts.

"Pong" ist nur der Beginn: Mittlerweile können eine Vielzahl an Spielen bereits per Hirnwellen gesteuert werden.

Neurofeedback: Vier Sensoren für ein Halleluja

Musen sind jene antiken griechischen Göttinnen der Kunst und der Wissenschaft, die normale Sterbliche in Sachen Geistesgröße und Kreativität inspirieren. Das Neuro-Gadget "Muse" macht seinem Namen alle Ehre. Das Hirnwellen fühlende Stirnband, entwickelt von Künstlern, Ingenieuren, Neurowissenschaftlern und Designern, kann einiges: Es soll den User entspannen, die Konzentration steigern und das Gedächtnis verbessern helfen. Zusätzlich sollen Träger des schnittigen Stirnbands zukünftig Anwendungen und Spiele sowie andere technische Geräte kontrollieren können - das Ganze direkt per Gehirnkraft. Denn es misst Hirnwellen mittels vier Sensoren in Echtzeit und sendet sie per Bluetoothsignal an Smartphone oder Tablet. So können User live nachvollziehen, wie gut ihr Gehirn arbeitet, und "Fehler" per Training korrigieren.

Wie funktioniert's?

Das Gerät basiert auf dem Prinzip des Neurofeedbacks, bei dem es Probanden durch die Darstellung der EEG-Wellen ihres Gehirns in Echtzeit und die daraus resultierende direkte Rückmeldung der eigenen Hirnwellenaktivität gelingt, eine bessere Selbstregulation zu erreichen. Das Gerät nutzt Sensoren, um Hirnstrommuster wie Alpha- und Beta-Wellen und deren elektrische "Ausbeute" zu erfassen. Verändern sich Hirnwellen, zum Beispiel von einem entspannten zu einem konzentrierten Zustand, ermitteln die Algorithmen des Geräts die kleinen Veränderungen im Hirn und zeigen diese in Echtzeit auf dem Bildschirm. Diese Signale helfen dem Träger dabei, seine Geisteskraft zu trainieren; Konzentration und Fokus können verbessert werden.

Filmen, was uns berührt

Die "Neurocam" fotografiert und filmt kurze Sequenzen automatisch - und zwar abhängig von der Stimmung des Trägers. Basis ist auch hier die Messung der Hirnströme via EEG-Sensoren. Die analytischen Algorithmen basieren auf den Empfindungen "Interesse" und "Mögen". Der User trägt sein iPhone in einem Einschub direkt am Kopf mit sich - sobald er eine Regung mit gewisser Stärke empfindet, dreht eine App ein etwa fünfsekündiges Video und wandelt es anschließend in eine animierte GIF-Datei um. Dass das Gerät irgendwann in unseren Alltag integriert werden könnte, beweist nicht nur die jetzt schon installierte "Share"-Funktion der Filmchen für Facebook. Noch ist die Neurocam, entwickelt von japanischen Forschern, jedoch ein Prototyp im Versuchsstadium.

Hirn, fahr schon mal den Wagen vor

Die Freie Universität Berlin will in ihrem Projekt "AutoNOMOS" das Autofahren per Hirnkraft voranbringen. Bioelektrische Signale sollen dabei von einem drahtlosen Neuro-Headset aufgenommen und in Muster übersetzt werden, die mit Richtungsgebungen assoziiert werden. Wird ein Muster einmal mit einem Kommando verlinkt, kann die Software dies zum Drive-by-Wire-System senden, welches das Kommando in Steuerung oder Beschleunigung umwandelt.

Die Macher aus Berlin betonen, ihre Anwendung "BrainDriver" sei noch in der Demonstrationsphase und bisher nicht gebrauchsfähig für den Straßenalltag - langfristig gesehen liege allerdings großes Potenzial in der Kombination der App mit autonomem Fahren.

Was bringt die Zukunft?

Noch ist die Umsetzung gehirngesteuerter Anwendungen nicht ganz fehlerfrei, geistern durch unseren Kopf doch diverse Gedanken, Regungen, Einflüsse, Geräusche und Informationen. Aus diesem Chaos die richtige Anweisung herauszufiltern, ist selbst für Programme problematisch.

Dennoch könnte laut Forschern in 10 Jahren bereits viel mehr drin sein; die Forschung treibt die Interaktion mit technischen Geräten voran. Zukünftig könnten nicht nur Luxusgegenstände, sondern auch unsere alltägliche Umgebung mit reiner Gedankenkraft gesteuert werden, z.B. Licht und Temperatur im Eigenheim. Wer vor dem Fernseher einschläft, kann zukünftig womöglich beruhigt weiterschlummern - die Glotze schaltet sich von selbst aus, sobald die Hirnwellen unseren Schlafzustand kommunizieren. Neue Playlists für den MP3-Player könnten wir praktisch "on the go" kreieren, indem wir bloß an unsere Lieblingssongs denken. Den Möglichkeiten der Neuro-Forschung scheinen über kurz oder lang nur wenig Grenzen gesetzt. Fest steht: Fortsetzung folgt.

 

Foto: !unite / flickr

Artikel letztmalig aktualisiert am 01.03.2014.

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Manfred Kappler Ein seltsames Phänomen ist doch unser Bewusstsein. Täuschung und Selbsttäuschung sind ständige Begleiter. Glaubt das Bewusstsein dass es sich für eine Handlung entschieden hätte, so hat unser Gehirn schon lange vorher diesen Prozess in Gang gesetzt. Neurobiologen und Hirnforscher haben dieses Phänomen hundertfach in Experimenten beschrieben; das zur Handlungskontrolle. Als ein äußerst nützliches Hilfsmittel für die Meditation könnte ich mir diese Geräte vorstellen. Das Praktizieren von Achtsamkeit in allen Bereichen unserer Gesellschaft könnte eine bedeutende Errungenschaft darstellen - und da könnte diese Technik einen entscheidenden Anstoß geben. Gedanken kann man nicht kontrollieren, aber wir können mit einer stetigen Achtsamkeitspraxis Leiden für uns und unsere Mitgeschöpfe reduzieren.
#2 am 01.03.2014 von Hp Manfred Kappler (Heilpraktiker)
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Wenn Gedanken mittels Computerinterface direkt und ungefiltert in Handlungen umgesetzt werden, wer wäre denn dann verantwortlich für die Folgen? Der Mensch, der nur noch denkt, verliert einen wesentlichen Teil seiner Handlungskontrolle, nämlich die Handlungshemmung. Das müßte dann wohl der Computer ausgleichen, mithin der Programmierer? der Softwareentwickler? der Hardwarehersteller? der Händler? die Zulassungsbehörde? wer noch? Keiner? Vielleicht sollten diese Geräte lieber nur zusammen mit Gedankenkontrollinterfaces ausgeliefert werden, um sicher zu gehen, daß keiner der denken-tuenden Anwender etwas falsches denken-tut.
#1 am 28.02.2014 von Annika Diederichs (Tierärztin)
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