Space Invaders nur mit Gedanken gesteuert
Ein 14-Jähriger konnte mit seinen Gedanken mittels eines Elektrokortikogramms die ersten zwei Levels des Spieleklassikers bewältigen.
- Florian Rötzer
Mit Brain-Computer-Interfaces (BCI), die mit dem Elektroenzephalogramm (EEG) arbeiten, haben sich bereits große Erfolge erzielen lassen. Mit an der Kopfhaut angebrachten Elektroden werden allerdings nur mehr oder weniger grob elektrische Signalmuster der Gehirnaktivität erfassbar. Patienten können durch Feedback-Schleifen lernen, bestimmte Gehirnströme, beispielsweise die langsamen kortikalen Hirnpotenziale (SCP), willentlich zu beeinflussen, um damit beispielsweise einen Cursor auf einem Bildschirm zu steuern oder mit der Außenwelt zu kommunizieren.
Genauer und schneller sind jedoch die BCIs, bei denen einzelne Elektroden oder Elektroden-Arrays im Gehirn implantiert werden. Wissenschaftler unter der Leitung von Miguel Nicolelis haben zeigen können, dass Affen, denen Elektroden im frontoparietalen Kortex implantiert worden waren, gezielt einen Roboterarm mit ihren Gedanken über ein visuelles Feedback steuern konnten und dass ihr Gehirn den Roboterarm als dritten Arm integriert hat. Einen Schritt weiter ist bereits ein von der Darpa gefördertes Projekt gegangen. John P. Donoghue von der Brown University hat ein so genanntes BrainGate mit hundert Elektroden einen Millimeter tief in den motorischen Kortex eines gelähmten Patienten implantiert. Damit konnte dieser, nachdem er gelernt hatte, sich vorzustellen, wie er mit der Hand eine Computermaus bedient, einen Computer oder einen Fernseher mit seinen Gedanken steuern.
Neuro- und Computerwissenschaftler der Washington University berichten nun von einem weiteren Schritt in der Entwicklung von BCIs. Sie haben bei einem 14-jährigen Jungen, der unter Epilepsie leidet, mit seinem Einverständnis und dem seiner Eltern, ein Elektrokortikogramm (ECoG) benutzt, das zuvor bereits an vier Erwachsenen getestet worden war. Dabei müssen keine Elektroden in das Gehirn implantiert werden, sondern sie werden nur auf der Hirnrinde angebracht.
Dem Jungen war das ECoG bereits aufgrund seiner Epilepsie angebracht worden, um seine Hirnaktivität beobachten zu können. Es wurde mit einem Computer verbunden, der mit einem speziellen Programm die Hirnsignale auswerten und interpretieren kann. Der Junge wurde zunächst aufgefordert, unterschiedliche motorische und kognitive Aufgaben auszuführen, um die Gehirnsignale mit bestimmten Aktivitäten zu verbinden. Als Zwischenschritt spielte der Junge das klassische Computerspiel Space Invaders zuerst, indem er wirklich seine Zunge und seine Arme bewegte, bis er schließlich die Steuerung im zweidimensionalen Raum auch ohne körperliche Bewegungen allein durch die Vorstellung der Bewegung ausführen konnte.
Bei Space Invaders steuert der Spieler eine Kanone nach links oder rechts am unteren Rand des Bildschirms, um angreifende Aliens anzugreifen oder ihnen auszuweichen. Bei den höheren Levels nimmt die Geschwindigkeit zu. Das Lernen sei, so die Wissenschaftler, bei dem 14-Jährigen sehr viel schneller als bei den Erwachsenen erfolgt, zudem konnte er Bewegungen auch weitaus genauer ausführen. Zumindest ist der Junge nun der erste Teenager, der es geschafft hat, mit seinen Gedanken die ersten zwei Levels des Spieleklassikers mit einem BCI bezwungen zu haben. Die Wissenschaftler wollen mit ihrer Forschung Möglichkeiten erkunden, wie sich Arm- oder Beinprothesen mit Gedanken steuern lassen können. Die Verwendung des eigens für das BCI programmierte Computerspiel sei gut für die Wissenschaft und den Jungen gewesen, meint der Neurochirurg Eric C. Leuthard: „Wir haben das so angelegt, dass es erfreulich und unterhaltsam ist, während wie grundlegende Informationen über das Gehirn gewonnen haben.“
Siehe dazu auch: (fr)
- Digitale Telepathie, Computer und Roboter durch Gedankenkraft steuern, c't 18/06, S. 88