Affenhirn steuert virtuelle Hand Das erste Gehirn-Maschinen-Gehirn-Interface

Rhesusaffen können über Elektroden im Gehirn nicht nur eine virtuelle Hand kontrollieren. Sie erhalten auch Feedback über die Bewegungen vom Computer. Möglich wird dies durch das erste Gehirn-Maschinen-Gehirn-Interface, berichten Forscher der Duke University.

Von Christian Weber

Man hat sich ja daran gewöhnt, dass Affen in der Obhut von Wissenschaftlern erstaunliche Leistungen zeigen: Sie können Symbole erkennen, strategisch denken, Werkzeuge benutzen und sogar ein bisschen rechnen.

Forscher der Duke University  haben ein "Brain Machine Interface" entwickelt, über das Affen eine virtuelle Hand bewegen können. Die Tiere berührten ebenfalls virtuelle Gegenstände und hatten zugleich das Gefühl, tatsächlich etwas zu spüren.

(Foto: Katie Zhuang)

Doch was zwei Rhesusaffen in einem Labor des Duke University Centers for Neuroengineering schafften, dürfte selbst viele Primatenforscher überraschen. Nach einem kurzem Training gelang es den Tieren, allein mit ihrer Gehirnaktivität eine virtuelle Hand auf einem Computer-Bildschirm zu bewegen und mit dieser die Oberflächenstruktur von Objekten zu erkunden.

Wie die Forscher um Joseph O'Doherty und Miguel Nicolelis im Fachmagazin Nature (online) berichten, benutzten sie für ihr Experiment eine rückgekoppelte Verbindung, bei der über implantierte Elektroden elektrische Aktivität aus dem Gehirn abgeleitet wird und zugleich elektrisches Feedback gegeben werden kann. Dabei war der Computer so programmiert, dass die Monitor-Hand auf die Signale aus den Bewegungsarealen des angezapften Gehirns reagiert.

Schnell lernten die Affen, dass sie - ähnlich wie beim Bio-Feedback - ihre elektrische Aktivität und damit auch die Hand auf dem Bildschirm steuern können. Daraufhin begannen sie, drei runde Objekte virtuell abzutasten, wobei jeweils unterschiedliche elektrische Signale in jene Gehirnregionen der Tiere gesandt wurde, die für das Empfinden von Berührungen zuständig sind.

"Wir haben zum ersten Mal ein Gehirn-Maschine-Gehirn-Interface vorgeführt, das eine direkte Zwei-Wege-Verbindung zwischen einem Gehirn und einem virtuellen Körper schafft", rühmt Studienautor Nicolelis den Erfolg seines Teams.

Dabei geht es den Forschern jedoch weniger darum, die kognitiven Fähigkeiten von Rhesusaffen zu erforschen. Vielmehr sehen sie großes medizintechnisches Potential.

"In nicht zu ferner Zukunft könnten querschnittsgelähmte Patienten von dieser Technologie profitieren", verspricht Nicolelis mit vielleicht etwas zu großem Optimismus. "Mit der Hilfe eines tragbaren Exoskeleton-Roboters könnten sie nicht nur wieder Arme und Beine bewegen sowie laufen, sondern auch die Struktur von Objekten fühlen."

Sogar Menschen mit einem Locked-in-Syndrom, die zwar bei Bewusstsein, aber körperlich fast vollständig gelähmt sind, könnten so wieder einen Zugang zur Außenwelt finden.