Bundesministerin Bulmahn besichtigte Fraunhofers Brain-Computer
Schnittstelle zwischen menschlichem Gehirn und Computer setzt durch Gedanken ausgelöste Hirnströme in technische Steuersignale um
Am 5. April 2005 besichtigte die Bundesministerin für Bildung und Forschung, Edelgard Bulmahn, das Berlin Brain-Computer Interface (BBCI), das von Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik (FIRST) und der Klinik für Neurologie am Campus Benjamin Franklin der Charité entwickelt wird. Das BBCI ist eine direkte Schnittstelle zwischen menschlichem Gehirn und Computer und setzt durch Gedanken ausgelöste Hirnströme in technische Steuersignale um.
Die Besichtigung fand während eines Besuchs der Ministerin beim "Bernstein-Zentrum für Computational Neuroscience Berlin" statt. Das Bernstein-Zentrum ist Teil des "Nationalen Netzwerks Computational Neuroscience", das im Rahmen der FUTUR-Leitvision 'Das Denken verstehen' vom BMBF gegründet wurde. Ziel ist es, die neuronalen Grundlagen von Hirnleistungen zu erforschen. Das bessere Verständnis der Gehirnfunktionen soll unter anderem helfen, Erkrankungen des Nervensystems besser zu verstehen und zu heilen, die Entwicklung neuartiger Computer zu ermöglichen und effizientere Lehr- und Lernstrategien zu entwickeln. Bulmahn betonte die Bedeutung des Netzwerks: "Die Beiträge deutscher Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zum Verständnis neuronaler Prozesse sind weltweit anerkannt. Das Berlin Brain-Computer Interface ist ein Beispiel für die Leistungsfähigkeit der Computational Neuroscience in Deutschland. Das BMBF hat mit Einrichtung des nationalen Netzwerkes die Grundlage dafür geschaffen, dass auch in Zukunft die deutsche Gehirnforschung eine Spitzenposition einnimmt."
Während des Besuchs von Bundesministerin Bulmahn erläuterten die Forscher von FIRST und Charité den aktuellen Stand der Arbeiten am BBCI und demonstrierten live mittels des Computerspiels 'Brain-Pong', wie zwei Versuchspersonen einen Computer durch Gedankenkraft in Echtzeit steuern können.
Das BBCI setzt Methoden der intelligenten Datenanalyse zum besseren Verständnis der Prozesse im Gehirn ein. Für die Kommunikation 'per Gedanken' zwischen Mensch und Computer verwendet es das herkömmliche Elektroenzephalogramm (EEG), wie es im klinischen Alltag eingesetzt wird. An der Kopfhaut angebrachte Elektroden messen die hirnelektrischen Signale. Sie werden verstärkt und an einen Computer übermittelt, der die Gehirnsignale in technische Steuersignale umwandelt.
Prof. Dr. Gabriel Curio, Projektleiter des BBCI von der Charité, erklärte die Funktionsweise des BBCI: "Das BBCI basiert darauf, dass sich bereits die gedankliche Vorbereitung einer Bewegung in einer geänderten Hirnaktivität widerspiegelt. Aus der Vielzahl gleichzeitig ablaufender Hirnsignale filtert das BBCI die Anteile heraus, die mit einer bestimmten Vorstellung korreliert sind und nutzt sie zur Auswahl zwischen zwei Alternativen: während eine Option durch die Vorstellung, die linke Hand zu bewegen, ausgewählt wird, führt die Vorstellung einer Bewegung der rechten Hand zur Auswahl der alternativen Option. Auf diese Weise können Geräte gesteuert werden, die an einen Computer angeschlossen sind." Die Besonderheit des Berliner BCI fasst Prof. Dr. Klaus-Robert Müller vom FIRST mit dem Motto 'let the machines learn' zusammen: "Das BBCI passt sich mit Methoden des maschinellen Lernens an den Benutzer an. Dadurch kann die Steuerung bereits nach einer 30-minütigen Kontrollmessung beginnen. Benutzertrainings anderer BCIs erstrecken sich über mehrere Tage, manchmal sogar Wochen.
Ein Anwendungsschwerpunkt für das BBCI liegt im medizinischen Bereich, zum Beispiel in der Entwicklung von Hilfswerkzeugen für Querschnittsgelähmte (Kommunikationsgeräte; Prothesen- und Rollstuhlsteuerung). Da das BBCI ohne Implantation von Elektroden ins Gehirn auskommt, sind auch weitere Anwendungen etwa in der Steuerung von Computerspielen oder in Sicherheitstechnologien im Automobil denkbar.
Kontakt
Fraunhofer FIRST, Mitra Motakef:
Tel.: +49 (0)30 6392-1814, Fax: +49 (0)30 6392-1805
Quelle: Pressemitteilung von der Charité Campus Benjamin Franklin und dem Fraunhofer-Institut FIRST vom 5.4.2005