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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

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