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 Eine Teleskopschiene für Nanomaschinen
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, Standort Stuttgart, Stuttgart

nachricht Künstlicher Leberfleck als Frühwarnsystem
19.04.2018 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

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: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics