Blicke lesen, Gedanken entschlüsseln Matthias Braun


Mit bloßer Gedankenkraft Computer oder den Augen Kameras steuern? Netdoktor stellt zwei Forschungsprojekte vor, die Ärzten und Patienten nützen könnten


Ich sehe was, was du auch siehst

Brain-Computer-Interfaces: Texte schreiben mit der VorstellungskraftSo arbeitet ein mobiles Kamerasystem, das in Zukunft die Ausbildung von Ärzten erleichtern soll. Es nimmt genau das auf, was der Träger mit seinen Augen betrachtet. Die so genannte EyeSeeCam stellten Forscher auf der 51. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Klinische Neurophysiologie und Funktionelle Bildgebung in München vor.

Die Kamera besteht aus einem Gestell mit Brille und erinnert entfernt an einen Bergarbeiterhelm. In Augenhöhe ist auf jeder Seite ein "Eyetracker" montiert - eine Videokamera, welche die Bewegungen der Augen des Trägers aufzeichnet. Die Daten liefern die Pupille und individuelle Merkmale der Iris. Die Blickrichtung der Augen melden die Eyetracker dann an das Herzstück der Vorrichtung, die blickgesteuerte Kopfkamera. Die Übermittlung der Daten geschieht so schnell, dass die Kamera annähernd in Echtzeit reagiert und festhält, was ihr Träger ansieht.

Eine Besonderheit der Münchener Kamera ist, dass sie den Punkt des schärfsten Sehens (Makula) durch den Einsatz einer zweiten Kamera höher aufgelöst darstellen kann. Die restliche Aufnahme wird in geringerer Auflösung abgebildet. Dadurch lässt sich noch leichter Erkennen, worauf sich genau die Aufmerksamkeit des Trägers richtet.

Anwendungsmöglichkeiten der blickgesteuerten Kopfkamera finden sich zum Beispiel in der medizinischen Lehre und Ausbildung. Ein Chirurg kann damit eine Operation genauer aufzeichnen, als es mit einer fest angebrachten Kamera an seinem Kopf möglich wäre. Die Augen schauten durchaus zeitweise in eine der Kopfhaltung entgegen gesetzte Richtung, weiß Dr. Erich Schneider, Forschungsleiter vom Klinikum der Universität München in Großhadern. Es könne also passieren, dass die feste Kamera einen vollkommen unwichtigen Bereich aufzeichne, während zum Beispiel der entscheidende Schnitt gesetzt werde, so Schneider. Mit der blickgesteuerten Kamera ist die Aufnahme immer genau in dem Bereich, den der Chirurg im Blickpunkt hat und in dem er auch operiert.

Aber auch ein Einsatz in Dokumentarfilmen oder in der Sportberichterstattung wäre denkbar. Im Sicherheitsbereich könnten Polizisten zum Beispiel eine Übung genauer dokumentieren und daraus Rückschlüsse auf das Verhalten im Einsatz ziehen. Die Kamera kann aber auch für Studien zum Beispiel zum Verhalten von Kunden im Supermarkt verwendet werden. Mit ihr lässt sich besser und schneller erkennen, welches Produkt dem Kunde im wahrsten Sinne des Wortes zuerst ins Auge fällt.


Die Gedanken sind frei, wer kann sie erraten?

Diese Zeile schrieb der deutsche Dichter Hoffmann von Fallersleben für sein bekanntes Volkslied. Sie könnte aber auch das Motto einer Forschungsarbeit an der Berliner Charité sein. Unter der Leitung von Prof. Gabriel Curio werden dort so genannte "Brain Computer Interfaces" (BCI) entwickelt. Die Ergebnisse stellte er auf der Jahrestagung in München vor.

Sie könnten vor allem Patienten mit einer sehr hoch sitzenden Querschnittslähmung zu Gute kommen. Ihr Körper ist zum Beispiel vom Hals abwärts vollständig gelähmt, die Großhirnfunktionen - insbesondere das Bewusstsein und der eigene Wille - sind jedoch erhalten.

Mit Hilfe der Brain-Computer-Interfaces können die Patienten selbständig Texte auf einem Computer zu schreiben – nur mit der "Kraft der Gedanken". Die Daten dazu liefern Elektroden, die ähnlich einem Elektro-Enzephalogramm (EEG) am Kopf des Patienten angebracht sind. Die Hirnströme des Patienten werden aufgezeichnet und in Daten übersetzt, die der Computer auswerten kann. Eigentlich ist dies nichts Neues, denn schon vor einigen Jahren zeigten Forscher exemplarisch, dass dies funktioniert. Allerdings mussten die Patienten dafür bisher ein entsprechendes Training absolvieren, um Hirnsignale zu produzieren, die der Computer versteht.

Der neue Ansatz der Berliner Forscher ist, dass der Computer nach einer kurzen Kalibrierungsphase selbst lernt, die natürlichen Gehirn-Signale des Benutzers zu erkennen. Wenn der Patient also denkt, dass er seinen linken Arm bewegen möchte - was er aber aufgrund seiner Lähmung nicht kann - erkennt der Computer dieses Signal selbstständig und verhält sich entsprechend. Er bewegt dann zum Beispiel den Cursor auf dem Bildschirm nach links, für den rechten Arm nach rechts. Der Patient kann auf diese Art auf dem Bildschirm den Buchstaben auswählen, den er schreiben möchte. Dies alles geschieht in Echtzeit.

Durch die BCIs entstehen für schwerstgelähmte Patienten neben Textverarbeitung am Computer aber noch andere Anwendungsmöglichkeiten. So könnten sie über die BCIs beispielsweise Maschinen steuern oder einen motorisierten Rollstuhl lenken. Eine weitere Einsatzmöglichkeit, an der die Forscher an der Charité derzeit arbeiten, ist eine Armprothese, die der Patient ebenfalls über die Kraft seiner Gedanken steuern kann.

Quelle: Netdoctor