Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Maschinen allein durch Gedanken bewegen

15.03.2004


Zahlreiche Arbeitsgruppen, vor allem in Europa und in den USA, arbeiten seit etwa 20 Jahren daran, Gedanken auf Maschinen zu übertragen, zum Beispiel für gelähmte Patienten zur Steuerung eines Rollstuhls oder einer Prothese. Hierzu kann ein Computer als Schnittstelle (Interface) genutzt werden, wobei zwei prinzipiell unterschiedliche Wege eingeschlagen werden können: Zum Einen wird versucht, den Menschen über eine längere Zeit, z.T. mehrere Wochen, darauf zu trainieren, durch hohe Konzentrationsanstrengungen etwa einen Cursor auf einem Monitor zu bewegen. Der zweite Ansatz verzichtet bewußt auf ein Training des Menschen und zielt statt dessen darauf, den Computer lernen zu lassen, was der Mensch will. In dieser Forschungsrichtung an vorderster Stelle beteiligt ist die Berliner "Arbeitsgruppe Neurophysik" um den Neurologen und Psychiater Professor Dr. Gabriel Curio der Charité und die "Arbeitsgruppe Intelligente Datenanalyse" um den Informatiker Professor Dr. Klaus-Robert Müller vom "Fraunhofer Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik" in Berlin-Adlershof. Ihr interdisziplinäres Projekt "Berlin Brain-Computer Interface (BBCI)" wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung, BMBF, gefördert und ist eines von 10 ausgewählten Forschungsprojekten, die das BMBF während der CeBIT in der Zeit vom 18. - 24. März diesen Jahres auf seinem Stand (Halle11, Stand D32) präsentieren wird.

... mehr zu:
»Cursor »EEG »Elektrode »Interface »Rechner

Das menschliche Gehirn und ein Rechner haben keine gemeinsame "Sprache". Aber der Rechner kann lernen, auszuführen, was das menschliche Gehirn von ihm fordert. Grundlage dafür sind bioelektrische Impulse, die in Computerdaten umgewandelt werden: Schwache elektrische Signale entstehen bei jeder Aktivität der Großhirnrinde und können als Elektroencephalogramm, EEG, - in der Medizin schon seit Jahrzehnten verwendet - aufgezeichnet und verstärkt werden. Das EEG wird mit Hilfe von Elektroden gemessen, die auf der Kopfhaut befestigt werden. Dabei gilt: Je mehr Elektroden, desto mehr hirnelektrische Signale und damit Daten können dem Rechner angeboten werden. Angefangen haben die Forscher mit 32 Elektroden, zur Zeit arbeiten sie mit 128. Das Ziel dabei ist, Signale genau aus jenem Bereich des Gehirns zu identifizieren, der an der Vorbereitung einer bestimmten Handlung, etwa der Bewegung eines Fingers, beteiligt ist. Kompliziert wird diese Analyse dadurch, dass regelhaft zahlreiche Hirnareale parallel aktiv sind und Signale erzeugen, die sich im EEG überlagern. Neurophysiologische Kenntnisse sind daher Voraussetzung für eine optimale Positionierung der Elektroden über den jeweils beteiligten Arealen sowie insbesondere für die Interpretation der Zeitverläufe der EEG-Signale. Auf Grundlage dieser Vorinformationen können moderne Computer-Algorithmen allmählich "lernen", Störsignale auszublenden und bestimmten Signalmustern des Gehirns verschiedene Bedeutungen zuzuordnen: Vor einem Jahr waren die Forschungen soweit gediehen, dass ein Rechner die Intention eines Menschen, etwa einen Cursor auf einem Monitor in verschiedene Richtungen zu bewegen, feststellen konnte. Inzwischen kann der Cursor in einem Feld von Buchstaben hin und her bewegt werden. Außerdem ist bereits ein spielerisches Element hinzugekommen: eine Art Tennisspiel des Cursors mit einem Ball. Und zwar nahezu in Echtzeit, da der Rechner die Signale des Gehirns, die eine Bewegungsintention begleiten, schon nach ca. 40 Millisekunden in eine auf dem Bildschirm sichtbare Bewegung des Cursors umsetzen kann. Diese Entwicklungen sollen letztlich Patienten mit Muskellähmungen zugute kommen und sie in die Lage versetzen, allein mit ihren Gedanken den Computer Texte schreiben zu lassen oder technische Hilfsmittel wie einen Rollstuhl zu steuern.

Weitere Anstrengungen der Forscher richten sich auf Hilfe für Armamputierte. Immer wieder berichten solche Patienten, dass sie ein Phantomerleben haben, also Empfindungen, als ob ihr Arm noch vorhanden sei. Die Forscher wollen nun klären, ob Impulse aus jenen Arealen der Hirnrinde, von denen aus Bewegungen der "Phantomhand" initiiert werden, ausreichen, um eine Armprothese zu steuern.


Auf der CeBIT wird das bisher Erreichte an Hand von Postern, Computerdemonstration und einem Video präsentiert werden. Die Professoren Curio und Müller werden am Donnerstag, dem 18. März, weitere Mitarbeiter des BBCI an allen Tagen der Messe anwesend sein.

| idw
Weitere Informationen:
http://www.cebit.de

Weitere Berichte zu: Cursor EEG Elektrode Interface Rechner

Weitere Nachrichten aus der Kategorie CeBIT 2004:

nachricht FwD begeisterte CeBIT-Besucher
19.04.2004 | Funkwerk Dabendorf GmbH

nachricht D-Link unter die Top 50 der wichtigsten Cebit Aussteller gewählt
31.03.2004 | D-Link

Alle Nachrichten aus der Kategorie: CeBIT 2004 >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Im Focus: First evidence on the source of extragalactic particles

For the first time ever, scientists have determined the cosmic origin of highest-energy neutrinos. A research group led by IceCube scientist Elisa Resconi, spokesperson of the Collaborative Research Center SFB1258 at the Technical University of Munich (TUM), provides an important piece of evidence that the particles detected by the IceCube neutrino telescope at the South Pole originate from a galaxy four billion light-years away from Earth.

To rule out other origins with certainty, the team led by neutrino physicist Elisa Resconi from the Technical University of Munich and multi-wavelength...

Im Focus: Magnetische Wirbel: Erstmals zwei magnetische Skyrmionenphasen in einem Material entdeckt

Erstmals entdeckte ein Forscherteam in einem Material zwei unabhängige Phasen mit magnetischen Wirbeln, sogenannten Skyrmionen. Die Physiker der Technischen Universitäten München und Dresden sowie von der Universität zu Köln können damit die Eigenschaften dieser für Grundlagenforschung und Anwendungen gleichermaßen interessanten Magnetstrukturen noch eingehender erforschen.

Strudel kennt jeder aus der Badewanne: Wenn das Wasser abgelassen wird, bilden sie sich kreisförmig um den Abfluss. Solche Wirbel sind im Allgemeinen sehr...

Im Focus: Neue Steuerung der Zellteilung entdeckt

Wenn eine Zelle sich teilt, werden sämtliche ihrer Bestandteile gleichmässig auf die Tochterzellen verteilt. UZH-Forschende haben nun ein Enzym identifiziert, das sicherstellt, dass auch Zellbestandteile ohne Membran korrekt aufgeteilt werden. Ihre Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für die Behandlung von Krebs, neurodegenerative Krankheiten, Alterungsprozessen und Virusinfektionen.

Man kennt es aus der Küche: Werden Aceto balsamico und Olivenöl miteinander vermischt, trennen sich die beiden Flüssigkeiten. Runde Essigtropfen formen sich,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

Materialien für eine Nachhaltige Wasserwirtschaft – MachWas-Konferenz in Frankfurt am Main

11.07.2018 | Veranstaltungen

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

Vertikales Begrünungssystem Biolit Vertical Green<sup>®</sup> auf Landesgartenschau Würzburg

16.07.2018 | Architektur Bauwesen

Feinstaub macht Bäume anfälliger gegen Trockenheit

16.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Krebszellen Winterschlaf halten

16.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

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