Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gelähmte Personen steuern einen Computer mit Gedankenkraft / neue Studie

28.08.2014

Neue „Brain Computer Interface“-Studie unter Leitung der TU Berlin durchgeführt

Schwer gelähmte Menschen können mit der so genannten BCI-Technologie („Brain Computer Interface“) über Gehirnströme kommunizieren und mit der Umwelt interagieren, und zwar schneller als mit herkömmlichen muskelbasierten Unterstützungssystemen.

Dies zeigt erstmals eine Studie mit Patienten, die aufgrund einer neuronalen Erkrankung wie etwa nach einem Schlaganfall nicht eigenständig kommunizieren können. Die Untersuchung haben Informatiker der TU Berlin im Rahmen des EU-geförderten Projekts TOBI (Tools for Brain-Computer Interaction) gemeinsam mit Forscherinnen und Forschern der Universität Würzburg, der Universität Freiburg und der Beratungsstelle für unterstützte Kommunikation der Stiftung Kreuznacher Diakonie durchgeführt. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift PlosOne veröffentlicht.

„Brain Computer Interfaces” (BCIs), das sind Gehirn-Computer-Schnittstellen, stellen eine direkte Verbindung vom menschlichen Gehirn mit einem Computer her und übersetzen Gedanken in Steuersignale. Dafür werden Hirnströme mit einem Elektroenzephalogramm (EEG) gemessen. Der Computer erkennt anhand charakteristischer Muster in den Hirnströmen, was die Person am Rechner beabsichtigt zu tun.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeigten, dass drei der vier teilnehmenden gelähmten Patienten den Computer durch ihre Hirnaktivität steuern konnten. Aufgrund ihrer neuronalen Schädigung können diese Personen keine oder nur stark verzögerte Bewegungen ausführen. Während der insgesamt sechs Sitzungen versuchten die Patienten trotz ihrer Lähmung, eine Bewegung mit den Händen oder Füßen auszuführen oder sich die Bewegung vorzustellen. Ihre Hirnströme wurden in Echtzeit analysiert und in digitale Steuersignale umgewandelt. Das BCI konnte nach nur ein bis drei Sekunden mit hoher Genauigkeit erkennen, welcher Körperteil bewegt werden sollte. Allein die Vorstellung einer Hand- oder Fußbewegung löste Hirnwellen aus, die der Computer exakt detektierte.

Mit diesem erfolgversprechenden Resultat konnte das Team um Prof. Dr. Klaus-Robert Müller und Johannes Höhne von der TU Berlin, Dr. Michael Tangermann von der Universität Freiburg und Prof. Dr. Andrea Kübler von der Universität Würzburg erstmals zeigen, dass eine Kommunikation über Hirnströme schneller und zuverlässiger sein kann als über andere Unterstützungstechnologien, die auf Muskelaktivität basieren. Die Berliner Wissenschaftler forschen dazu an neuartigen Verfahren zur Mustererkennung und Big Data, die bei dieser Studie erfolgreich eingesetzt wurden.

Ein Ziel ihrer Forschung ist es, nach möglichst wenigen Kalibrationsmessungen, mit denen das BCI vorab „eingestellt“ wird, eine präzise und robuste BCI-Kontrolle für Patienten zu ermöglichen. Während dafür bisher eine Vielzahl von Sitzungen nötig war, konnten die Patienten den Computer mithilfe der Techniken des Berliner BCI schon nach zwei bis sechs Sitzungen mit ihren Hirnströmen steuern.

Der Artikel “Motor Imagery for Severely Motor-Impaired Patients: Evidence for Brain-Computer Interfacing as Superior Control Solution" erschien am 27.8.2014 in der Fachzeitschrift PlosOne.
Download unter: http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0104854

Weitere Informationen erteilen Ihnen gern:
Prof. Dr. Klaus-Robert Müller, TU Berlin, Fakultät IV Elektrotechnik und Informatik, Fachgebiet Maschinelles Lernen, Tel.: 030 / 314-78620, E-Mail: klaus-robert.mueller@tu-berlin.de, und
Johannes Höhne, Fakultät IV Elektrotechnik und Informatik, Fachgebiet Maschinelles Lernen, Tel.: 030 / 314-28678, E-Mail: j.hoehne@tu-berlin.de

Stefanie Terp | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.tu-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Bedeutung von Biodiversität in Wäldern könnte mit Klimawandel zunehmen
17.11.2017 | Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig

nachricht Medizinische Innovationen für Afrika
02.11.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

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....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

500 Kommunikatoren zu Gast in Braunschweig

20.11.2017 | Veranstaltungen

VDI-Expertenforum „Gefährdungsanalyse Trinkwasser"

20.11.2017 | Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Künstliche neuronale Netze: 5-Achs-Fräsbearbeitung lernt, sich selbst zu optimieren

20.11.2017 | Informationstechnologie

Tonmineral bewässert Erdmantel von innen

20.11.2017 | Geowissenschaften

Hemmung von microRNA-29 schützt vor Herzfibrosen

20.11.2017 | Biowissenschaften Chemie