Hirnstrommessung ohne Glibber und Haarewaschen – Fraunhofer-Forscher präsentieren auf der NIPS erstes gelfreies EEG

Er funktioniert auf Basis von sechs verteilten Kontakt-Sensoren, die die Hirnaktivitäten auf der Kopfhaut messen. Die erreichte Spannung genügt, um EEG-Potenziale im Mikrovoltbereich zuverlässig aufzuzeichnen.

Herkömmliche EEG-Geräte müssen vor der Messung aufwändig am Kopf der Patienten angebracht werden. Die einzelnen Elektroden werden mit Leitgel gefüllt, um den Kontakt zur Kopfhaut herzustellen. Die Einrichtung eines solchen EEG dauert in etwa 30 Minuten. Fraunhofer-Forscher stellen jetzt eine Alternative vor, die die Anbringung auf ca. zwei Minuten verkürzt.

Dazu haben die Wissenschaftler sechs Elektrodenarrays (kleine nadelförmige Elektrodenstecker) sowie eine Referenzelektrode auf einem flexiblen Helm montiert. Der Prototyp soll zunächst für Forschungszwecke – insbesondere im Bereich der Brain-Computer Interfaces (BCI) – eingesetzt werden. Bei einem BCI werden Gehirnsignale mit Hilfe eines EEG ausgelesen, klassifiziert und in Steuersignale für einen Computer umgewandelt.

So können z.B. Probanden, die sich Bewegungen der rechten oder linken Hand vorstellen, mithilfe eines BCI auf der Grundlage ihrer Imagination einen Cursor nach rechts oder links bewegen. Im Rahmen der Konferenz präsentieren die Wissenschaftler die Nutzung eines Brain-Computer Interface nun erstmals mithilfe eines gelfreien EEG. Anhand der ausgelesenen Gehirnsignale steuert ein ausgewählter Proband ein Computerspiel.

Der Präsentation ging eine vergleichende Studie mit fünf gesunden Probanden voraus, die im Fachmagazin PLoS ONE (s. http://www.plosone.org/article/info:doi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0000637) veröffentlicht wurde. In der Studie wurde die Leistungsfähigkeit eines herkömmlichen 64-Elektroden EEG mit derjenigen der gelfreien Technologie verglichen. Zwar war der neue Prototyp im Schnitt 30% langsamer als die Standard-Kappe (9,6 vs. 14,9 bits/m), bei der maximalen Übertragungsrate (36,5 bzw. 35,4 bits/m) und in puncto Zuverlässigkeit (94,5 bzw. 98% korrekt ausgelesene Signale) erreichten beide Technologien jedoch ähnliche Werte. Damit eröffnen sich insbesondere für die BCI-Forschung und die Nutzung von BCIs durch schwerstgelähmte Patienten neue Perspektiven.

Die Entwicklung des gelfreien EEG wurde im Rahmen des Projekts Brain2Robot von der EU innerhalb des 6. EU-Forschungsrahmenprogramms mit rund 1,3 Millionen Euro gefördert.

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