Bessere Algorithmen erleichtern Steuerung durch Gedanken
Impulse von nur wenig Neuronen lenken einen Cursor über den Bildschirm
Die direkte Steuerung künstlicher Gliedmaßen durch das Gehirn ist wieder ein Stück näher gerückt. In der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature berichten amerikanische Wissenschaftler von einem Experiment, bei dem Affen mit bloßer Gedankenkraft den Cursor auf einem Computermonitor gezielt bewegen konnten.
Ähnliche Experimente sind bereits zuvor erfolgreich mit Roboterarmen durchgeführt worden, die durch aufgezeichnete Impulse von Neuronen des motorischen Kortex gesteuert werden konnten (Mit neuronalen Signalen direkt einen Roboterarm steuern). Dafür war jedoch bislang ein längeres Training der Versuchstiere erforderlich. Außerdem war das Spektrum der Bewegungen recht begrenzt.
Ein Wissenschaftlerteam um Mijail D. Serruya von der Brown University in Providence, Rhode Island, konnte jetzt zeigen, dass die Signale von relativ wenigen Neuronen (7 bis 30) ausreichen, um einen Computercursor zu steuern. Zunächst mussten die Affen mit dem Cursor per Handsteuerung einem sich zufällig bewegenden Bildpunkt auf dem Monitor folgen. Dabei wurden die Impulse der Neuronen mittels eines implantierten Chips aufgezeichnet. Die Forscher versuchten dann, aus diesen Signalen den Pfad der Hand- beziehungsweise Cursorbewegungen nachträglich zu rekonstruieren.
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Nachdem dies gelungen war, wurde das Experiment erneut durchgeführt, wobei dieses Mal die Neuronenimpulse jedoch in Echtzeit in Cursorbewegungen umgerechnet wurden. Die Affen nutzten sofort die Möglichkeit, den Cursor direkt durch ihre Gedanken zu steuern. Dabei waren sie fast genauso schnell und präzise wie mit der Hand.
Die Forscher führen den Erfolg ihres Experiments auf die Algorithmen zurück, mit denen sie die Bewegungssignale aus den Neuronenimpulsen herausfiltern. Ihre Arbeit soll eines Tages in Neuroprothesen münden, die durch das Gehirn ihres Nutzers unmittelbar gesteuert werden können. Noch muss der implantierte Chip über Kabel mit dem Computer verbunden werden, der die Neuronenimpulse übersetzt. In zwei Jahren will man aber soweit sein, die Kabel durch Sender zu ersetzen, so dass die Funkverbindung direkt vom Chip zum Computer oder beispielsweise zum Rollstuhl geht, der gesteuert werden soll.
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