Zusammenfassung:
Ein Forschungsteam an der University of California in San Francisco hat ein neuartiges Gehirn-Computer-Schnittstellensystem entwickelt, das zum ersten Mal gleichzeitig die Sprache und die damit verbundenen Körperbewegungen gelähmter Patienten von einem einzigen Gehirnimplantat aus entschlüsseln und digitale virtuelle Bilder zum Ausdruck bringen kann. Die Forschungsergebnisse wurden am 14. September in der Zeitschrift Nature Neuroscience veröffentlicht.
Samantha Brosler, die Erstautorin des Forschungsberichts, sagte, dass diese Forschung darauf abzielt, die Entwicklung von Gehirn-Computer-Schnittstellen zu fördern, von der Wiederherstellung jeweils einer einzelnen Funktion bis hin zur Wiederherstellung mehrerer Kommunikations- und Bewegungsmethoden mit einer einzigen Gehirnschnittstelle. Sie weist darauf hin, dass Gesten Bedeutung, Betonung, Emotion und Kontext hinzufügen und in manchen Fällen die Sprache vollständig ersetzen können, wie zum Beispiel zustimmendes Nicken, abweisendes Kopfschütteln, Winken, Achselzucken oder das Hochgeben des Daumens.
Diese Proof-of-Concept-Studie verwendete 10 bzw. 4 Kommunikationsgesten zwischen zwei Teilnehmern. Das System nutzt maschinelle Lerntechnologie, um Wörter und Gesten aus den Gedanken zweier Personen präzise zu entschlüsseln. Das nächste Ziel des Teams besteht darin, die Methode auf einen größeren Wortschatz und ein kontinuierlicheres Spektrum an Körperbewegungen auszudehnen.
Ein wirksamer prothetischer Kommunikationsansatz könnte Millionen von Patienten mit intakter oder nahezu intakter kognitiver Funktion, aber Sprachverlust aufgrund eines Schlaganfalls, der neurodegenerativen Erkrankung ALS und anderer Gehirnerkrankungen helfen. Langfristig hoffen Wissenschaftler, dass die Technologie auch Menschen helfen wird, die aufgrund von Zerebralparese und Autismus Schwierigkeiten beim Sprechen haben.
Der Bereich der Kommunikationsprothesen hat zunehmende Forschungsaufmerksamkeit und Investitionen auf sich gezogen. Zu den aktiven Unternehmen gehören Elon Musks Neuralink und Precision Neuroscience. Echo Neurotechnologies, ein vom UCSF-Studienleiter Dr. Edward Chang mitbegründetes Unternehmen, entwickelt Hardware für Gehirnimplantate.
Richard Rosch, Experte für Gehirndynamik und leitender klinischer Dozent am King's College London, sagte, die Forschung sei innovativ und liefere neue Hinweise darauf, wie das Gehirn Sprache mit anderen Formen der Kommunikation verbindet. Er wies darauf hin, dass Forschungsergebnisse, die deutliche Überlappungen in Bereichen des Gehirns zeigen, die Sprache und Gesten verarbeiten, die neu entstehende Literatur darüber ergänzen, dass das menschliche Gehirn möglicherweise kein Netzwerk hochspezialisierter, miteinander verbundener, aber getrennter Regionen ist, sondern dass es stattdessen erhebliche Funktionsüberschneidungen gibt. Er warnte jedoch auch, dass die Technologie noch lange nicht universell sei, große Gehirnoperationen erfordere und bei der Bewältigung von Körperbewegungen auf der kontralateralen Seite des Implantats nur unzureichend leistungsfähig sei.
Scott Wellington, ein Forscher am Bath Institute for Augmented Humanity an der University of Bath, lobte die Forschung, wies jedoch darauf hin, dass es immer noch Hindernisse gebe, sie zu einem Standard-Hilfsmittel zu machen, einschließlich der Tatsache, dass das System für jeden Patienten individuell angepasst werden müsse. Er sagte, dass diese Technologien stark vom Einzelnen abhängen und ein Modell, das auf den Gehirnsignalen einer Person trainiert wird, für diese Person funktioniert, sich aber nur schwer auf andere übertragen lässt. Die Forschung an universellen Modellen erfordert erhebliche Investitionen, die ihre breite klinische Anwendung behindern können.
Kommentare