Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Infrarotlicht kann Gedanken lesen

10.02.2009
Artikulationshilfe für sprech- und bewegungsunfähige Patienten

Erstmals ist es Gehirnforschern gelungen, spontane Gedanken der Zustimmung oder Verneinung mit hoher Wahrscheinlichkeit zu entschlüsseln.

In einem Experiment an der kanadischen Kinderklinik Bloorview Kids Rehab erkannten Neurologen aus der Absorption von Infrarot-ähnlichem Licht im Gehirngewebe, für welche von zwei Möglichkeiten sich ihre Versuchspersonen entschieden.

Das im Journal of Neural Engineering veröffentlichte Experiment ist Teil von Forschungen, die es sprech- und bewegungsbeeinträchtigten Kindern ermöglichen sollen, sich durch kleine Körperbewegungen wie Atemrhythmus, Herzschlag oder Gehirntätigkeit mitzuteilen.

Dazu setzten die Probanden ein Kopfband mit Fiberoptik auf, das einen Lichtstrahl in die Frontallappen des Großhirns aussendete. Sie wurden aufgefordert, in Gedanken zu entscheiden, welches von zwei nacheinander gezeigten Getränken sie bevorzugten. Die Forscher maßen die Absorption des Lichtes.

"Bei Hirnaktivität steigt der Sauerstoff im Blut an. Je nach dessen Konzentration absorbiert das Blut somit mehr oder weniger Licht", sagt Forschungsleiterin Sheena Luu. Da bei manchen Leuten das Gehirn bei Zustimmung, bei anderen bei Abneigung stärkere Aktivität zeigte, wurde der Computer zunächst auf das Muster der Gehirnaktivität des jeweiligen Probanden trainiert. Als Ergebnis gelang den Wissenschaftlern eine Vorhersage für die Wahl des Getränks, die in acht von zehn Fällen stimmte. Bei bisherigen Versuchen war diese Dekodierung nur durch die Umleitung der Bejahung in andere mentale Aktivitäten möglich gewesen, etwa durch das gedankliche Singen eines Liedes.

Patienten, die eine Blutung im Hirnstamm erlitten haben, können von Sprechschwierigkeiten besonders betroffen sein. "Obwohl bei manchen alle motorischen Funktionen ausgeschaltet sind, verfügen sie unter Umständen noch über alle kognitiven Fähigkeiten", sagt Hans Schwegler, Leiter der Logopädie im Schweizer Paraplegiker Zentrum in Nottwil, im pressetext-Interview.

Im Betreuungsalltag dieser Patienten versuche man, die Kommunikation auf Ja-Nein-Entscheidungen herunterzubrechen. "Nachdem man es geschafft hat, gemeinsam mit dem Patienten zu definieren, was ja und was nein bedeutet, kann die Verständigung etwa über Augenbewegungen erfolgen. Für kompliziertere Fragen dient eine Buchstabentabelle, die zwar hohen Zeitaufwand bedeutet, zugleich aber dem Betroffenen bessere Artikulation ermöglicht", so Schwegler.

Darüber hinaus sind bereits heute Computersysteme im Einsatz, die auf Bewegungen von Augen, Kopf oder Fingern reagieren. "Vielleicht ist es in Zukunft möglich, durch Gehirnströme einen Rollstuhl oder einen elektrischen Arm zu steuern", so der Nottwiler Logopäde. Die kanadischen Forscher steuern hingegen die Entwicklung eines Infrarot-Sensors an, der im vorderen Teil des Gehirns implantiert ist und durch kabellose Übertragung auch Kindern, die nicht sprechen und sich nicht bewegen können, die Möglichkeit eigener Entscheidung geben.

Damit könne das Gefühl der Hilflosigkeit ein Stück überwunden werden, das einer Weiterentwicklung oft im Wege steht, so die Forscher. Die zufälligen Gedanken eines Menschen könne man jedoch auch in Zukunft nicht entschlüsseln, sagt Studienleiterin Sheena Luu. "Dazu ist das Gehirn zu komplex. Doch wenn wir die Entscheidungen auf Fragen und wenige zur Verfügung stehende Antworten beschränken, dann ist Gedankenlesen möglich."

Johannes Pernsteiner | pressetext.schweiz
Weitere Informationen:
http://www.bloorview.ca
http://www.paranet.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Wachablösung im Immunsystem: wie Dendritische Zellen ihre Bewaffnung an Mastzellen übergeben
16.11.2017 | Universitätsklinikum Magdeburg

nachricht Wie Lungenkrebs zur Entstehung von Lungenhochdruck führt
16.11.2017 | Justus-Liebig-Universität Gießen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bakterien als Schrittmacher des Darms

22.11.2017 | Biowissenschaften Chemie

Ozeanversauerung schädigt Miesmuscheln im Frühstadium

22.11.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die gefrorenen Küsten der Arktis: Ein Lebensraum schmilzt davon

22.11.2017 | Geowissenschaften