Ein "Holodeck" aus Graz

Wissenschaftler aus aller Welt arbeiten derzeit intensiv daran, Computer rein über die Gedankenkraft zu steuern bzw. die hirnelektrischen Signale für die Interaktion zu nutzen.

Jüngst ließen die Experten des Grazer Instituts für Human-Computer-Interfaces der TU Graz Versuchspersonen nur durch die Kraft ihrer Gedanken Menschen durch einen virtuellen Raum spazieren.

"Mentale Vorstellungen führen zu messbaren Änderungen der Hirnaktivität", so Gert Pfurtscheller, Leiter des Institutes. Diese Änderungen der bioelektrischen Hirnaktivität können mit Elektroden gemessen und über ein Electroencephalogramm [EEG] aufgezeichnet werden.

Die verschiedenen Muster der Gehirnströme können für die Interaktion per Computer genutzt werden, dabei werden die hirnelektrischen Signale in technische Steuerungssignale umgewandelt. Mit ihnen kann dann etwa ein PC-Cursor bewegt, im virtuellen Raum navigiert und eine Prothese in Gang gebracht werden.

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Schwieriges Filtern der Signale

Ein Brain-Computer-Interface [BCI] analysiert die EEG-Signale unmittelbar und wandelt diese in Steuersignale um. Ziel der BCI-Forschung ist es letztlich, behinderten Menschen eine Kommunikations- und Steuermöglichkeit zur Verfügung zu stellen.

Im London wurde nun die in Graz entwickelte BCI-Technologie im Rahmen des EU-Projekts "Presencia" vorgestellt: Die Probanden konnten sich erfolgreich durch einen virtuellen Raum navigieren. Derzeit könne das System zwei unterschiedliche Befehle erkennen und verarbeiten - stehen und gehen beispielsweise, so Pfurtscheller.

In der Praxis erweist sich die Informationsvermittlung zwischen Gehirn und Computer schwieriger als in der Theorie: Aus dem "Gewitter" an hirnelektrischen Signalen müssen die relevanten Signale herausgefiltert werden.

Signale aus dem Bereich des motorischen Cortex [für die Bewegung zuständig] eignen sich laut Pfurtscheller dafür sehr gut. Allerdings braucht es auch hier einiges an Übung, bis ein Proband so intensiv an die Bewegung seines Beines denkt, dass das entsprechende Signal auch gut gefiltert und in ein PC-Signal umgewandelt werden kann.

Erste Erfolge für Gehirn-Chip-Implantate

Nun wurde das europäische Forschungsprojekt mit einer Fördersumme von 6,4 Mio. Euro auf weitere vier Jahre verlängert. Auf das Grazer Team, an dem auch Mitarbeiter der Uni Graz und die Grazer Software-Firma G.tec. mitarbeiten, entfallen 800.000 Euro.