Brain-Computer-Interface (BCI): Das Gehirn kennt keine Ersatzbank

(openPR) Auf einem brasilianischen Fußballfeld bolzen zehn Jungen. Sie trainieren allerdings nicht in modischen Trikots, sondern stecken in massiven Roboteranzügen. Infolge ihrer Querschnittslähmung benötigen sie diese technische Hilfe. Einer der „zehn Freunde“ soll am 12. Juni um 17 Uhr den Anstoß für das erste Fußball-Weltmeisterschaftsspiel geben – der Lähmung zum Trotz. Das Wunder von Sao Paulo soll durch Brain-Computer-Interface – kurz BCI – gelingen. Denn mittels Hirnaktivität und Computerprogramm steuern die Spieler das stützende Exoskelett. Dieses Großprojekt wird seit Jahren von einem Team von Neurowissenschaftlern um Miguel Nicolelis geplant. Doch was ist mit Gedankenkraft bisher möglich? Dieser Frage geht das Informationsportal www.dasgehirn.info nach und erklärt BCI im neuen Monatsthema.

„Unser Gehirn ist nicht ausgelastet“, sagt der brasilianische Neurowissenschaftler Miguel Nicolelis. Dass es viel mehr leisten könnte, möchte der Fussballfan beim Startschuss zur Fußballweltmeisterschaft in wenigen Tagen beweisen. Computer-Gehirn-Schnittstellen (BCI) lassen nicht nur gelähmte Menschen wieder gehen, sondern auch Locked-In-Patienten kommunizieren. Bekanntester Nutzer von BCI ist wohl der an Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) erkrankte Physiker Stephen Hawking, der inzwischen im Rollstuhl gefesselt ist. Ein Gerät (EEG) zeichnet seine Hirnwellen auf, wandelt diese in Signale um und gibt sie an einen Computer weiter, um letztlich den Rollstuhl zu steuern. Andere Menschen nutzen beispielsweise Neuroprothesen oder Mal- sowie Schreibprogramme. Forscher auf der ganzen Welt hoffen, mit Hilfe von BCI ließe sich schon bald die Lebensqualität gelähmter Menschen verbessern. „Binnen einer Generation könnten Rollstühle überflüssig werden“, erklärt Nicolelis optimistisch.

Ein Chip im Hirn, ein Loch im Kopf
Mit einer badekappenähnlichen EEG-Haube lassen sich nur einfache Bewegungen bewusst ausführen, wie etwa, die Hand zu öffnen oder zu schließen. Bereits das Trinken aus einem Glas ist zu komplex, als dass sich eine solche Bewegung mit EEG-Kappen umsetzen ließe. „Das Signal, das man per EEG an der Körperoberfläche misst, wird durch sehr viele Nervenzellen erzeugt“, weiß Andrea Kübler, Psychologin an der Universität Würzburg. Deshalb muss man die Elektroden direkt ins Gehirn implantieren. Um ein Ganzkörper-Exoskelett zu steuern, wären schätzungsweise 50.000 Elektroden notwendig. Die invasive Methode hat auch Nachteile: Aufgrund des operativen Eingriffs können Hirnblutungen oder Infektionen auftreten. Auch die Datenübertragung funktioniert bisher nur mit einem Kabel. Deshalb muss der Patient mit einem dauerhaften Loch im Schädel leben. In naher Zukunft wollen Wissenschaftler das ändern und BCI soll per Funk ablaufen. Ungeachtet der Erfolgsmeldungen zeigt sich jedoch, dass die Technik noch nicht ausgereift ist: Wie im Falle der gelähmten Schlaganfallpatientin Cathy Hutchinson. Nach intensivem Training schaffte sie es nur in vier von sechs Fällen, ein Wasserglas an ihren Mund zu führen und daraus zu trinken.

Die unerwünschten Nebenwirkungen von BCI finden sich noch auf keinem Beipackzettel
Schon heute lassen sich auch Einsatzgebiete im „Hausgebrauch“ ausmachen. Mit einer EEG-Kappe werden beispielsweise Autos sicherer abgebremst oder ADHS aufgespürt. Doch wie so oft existieren auch eher zweifelhafte Ideen. Inzwischen bietet die Industrie Daddeln per Computer-Hirn-Schnittstelle an. Andrea Kübler sagt dazu: „Wie sinnvoll solche Spiele sind, hängt stark davon ab, wie präzise und schnell die Steuerung ist. Was ist sozusagen der Mehrwert, wenn man eine Elektrodenkappe aufsetzt, statt einen Joystick zu bedienen?“ Bei all diesen Zukunftsvisionen und Ideen vom optimierten Menschen steht noch eine Frage unbeantwortet im Raum: Wie wird BCI die eigene Persönlichkeit und die Beziehungen zu anderen beeinflussen? Darüber macht sich der Deutsche Ethikrat so seine Gedanken. Denn das Gehirn ist das Organ für Bewusstsein, Wahrnehmung und Kommunikation. „Technische Eingriffe können das Denken und Fühlen verändern und damit auch biografische Entwicklungen “, meint Christiane Woppen, Vorsitzende des Deutschen Ethikrates. „Wenn man also feststellt, dass Hirn-Computer-Schnittstellen bestimmte Wirkungen dieser Art haben, muss man die Betroffenen von vornherein angemessen beraten und dann auch begleiten.“