Der Terminator ist wohl der bekannteste Hybrid aus Mensch und Roboter. Doch diese Science Fiction ist längst zur Realität geworden. Mittlerweile leben viele Menschen mit Robotertechnik, zum Beispiel mit steuerbaren Hand- oder Armprothesen. Damit konnten sie sogar schon nach einem Glas Wasser greifen. Diese Bewegung ihrer Prothesen steuerten Patienten allein durch die Kraft ihrer Gedanken. Damit das funktioniert, ist eine sogenannte Gehirn-Computer-Schnittstelle nötig. Also ein System, das mit Signalen vom Gehirn gefüttert wird, diese verarbeitet und in Steuerungsbefehle umwandelt.
Um die Gehirnsignale aufzufangen, dient oftmals ein Elektroenzephalogramm, kurz EEG. Bei dieser Methode liegen Elektroden auf der Kopfhaut auf und leiten Signale vom Gehirn weiter. Doch damit der Computer diese Signale in Steuerbefehle umwandeln kann, müssen sowohl Mensch als auch Maschine trainieren. Der Mensch muss sich ganz konkrete und unterschiedliche Bewegungen vorstellen, wie «linkes Bein heben» und «rechte Hand senken». Und der Computer muss lernen, die relevanten Signale aus der Flut an Daten herauszufiltern. Das machen selbstlernende Algorithmen.
Aber ein solches System kann nicht nur Signale an Prothesen weiterleiten, sondern solche auch an das Gehirn zurücksenden. Man spricht dann von Neurofeedback.
An dieser Methode arbeiten Forschende der Hochschule für Life Sciences an der Fachhochschule Nordwestschweiz (HLS FHNW). Dabei verbessern sie eine Therapie, mit der Menschen unter anderem lernen können, ihre Konzentration zu verbessern. «Das kommt dann zum Beispiel Kindern mit ADHS zugute, die unter Aufmerksamkeitsdefizit sowie Hyperaktivität leiden», sagt Projektleiterin Simone Hemm.
Die Wissenschaftlerin entwickelt zusammen mit einem Industriepartner diese Therapie weiter. Bei ihr müssen sich die kleinen Patienten konzentrieren – zum Beispiel auf einen Film. Gleichzeitig erfasst ein Computer ihre Gehirnaktivität über ein EEG. Aus den Signalen erkennt ein Algorithmus diejenigen Hirnwellen, die entstehen, wenn man sich konzentriert. Verschwinden diese Wellen, registriert der Computer, dass die Konzentration nachlässt. Diese Information teilt er dem Patienten mit, zum Beispiel indem er den Film unterbricht. So entwickeln die Kinder ein Gespür dafür, wann ihre Konzentration nachlässt und wie sie wieder in einen fokussierten Zustand zurückfinden können.
Studien zeigen, dass die Methode tatsächlich funktioniert. Sie kommt auch zur Anwendung, um Migräne, Einschlafstörungen oder Depressionen zu therapieren. So können wir mit der Kraft unserer Gedanken nicht nur Prothesen steuern – sondern auch uns selbst therapieren.
Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW
