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Interview mit NeurowissenschaftlerKann ein Chip im Hirn bei Alzheimer helfen?

Elon Musk will mit einem Mikroprozessor das menschliche Hirn verbessern. Tatsächlich nutzen Mediziner bereits Maschine-Gehirn-Schnittstellen. Wie, erklärt der Neurotechnologe Surjo Soekadar.

Mit solchen Hirnimplantaten würde Elon Musk gern eine Symbiose zwischen Gehirnen und Künstlicher Intelligenz herstellen.
Mit solchen Hirnimplantaten würde Elon Musk gern eine Symbiose zwischen Gehirnen und Künstlicher Intelligenz herstellen.
Foto: AFP

Der Tech-Visionär Elon Musk will nicht nur Menschen auf den Mars schicken oder mit Höchstgeschwindigkeit auf der Erde in Kapseln durch Vakuumröhren transportieren, sondern ihnen auch einen Chip ins Hirn pflanzen. Den ersten Prototyp dafür hat er nun in den USA vorgestellt. Ist dies ein Meilenstein der Neurotechnologie?

Es ist zumindest ein vielversprechender Ansatz, der die neusten Entwicklungen aus dem Bereich der Robotik und Smartphonetechnologie integriert. Neu ist, dass dieser Prototyp im Vergleich zu bisherigen Systemen leistungsfähiger ist und deutlich mehr Signalkanäle hat. Dank eines speziellen OP-Roboters soll es beim chirurgischen Eingriff auch keine Verletzungen der im Hirngewebe pulsierenden Blutgefässe mehr geben. Das wäre ein enormer Fortschritt.

Können sich mit dem Hirnimplantat tatsächlich eines Tages Gedanken übertragen lassen?

Bisher ist das weiterhin absolute Science-Fiction. Momentan lassen sich aber bereits mit den hauchdünnen Elektroden, die über ein kleines Loch in der Schädeldecke ins Gehirn eingefügt werden, elektrische Signale vieler Nervenzellen messen und verarbeiten. Dass dies wirklich funktioniert, hat Elon Musk nun bei der Vorführung des neuen Hirnchips mit dem Schwein Gertrude live gezeigt. Als das Tier mit der Schnauze im Futter wühlte, wurden die dadurch im Gehirn ausgelösten elektrischen Signale durch das Implantat registriert, kabellos auf einen Computer übertragen und schliesslich auf einem Bildschirm sichtbar gemacht. Als nächster Schritt sind nun auch die ersten Implantationen beim Menschen geplant.

Ein Cyborg mit Chip im Hirn?

In naher Zukunft könnte dieses neurotechnologische System zumindest für den medizinischen Bereich interessant sein. Mit dem Implantat wäre es zum Beispiel denkbar, dass ein komplett gelähmter Mensch einen Roboterarm steuert oder sein Smartphone bedient. Was Elon Musk aber vorschwebt, nämlich Hunderte Millionen Menschen mit einem solchen Implantat auszustatten, um eine Symbiose zwischen ihren Gehirnen und Künstlicher Intelligenz herzustellen, scheint eher weit weg von der Realität zu sein. Nach seinen Vorstellungen sollen die Anwender dadurch unter anderem einen direkten Zugriff aufs Internet haben. Das heisst, um Wissensinhalte abzurufen, muss man nicht mehr mühsam ins Handy tippen, sondern hätte alles gleich im Kopf.

Wie muss man sich das vorstellen?

Es ist alles noch sehr spekulativ. Aber in den Grundzügen würde es folgendermassen funktionieren: Wenn wir beabsichtigen, einen Satz oder eine Frage zu formulieren, dann lässt sich die damit verbundene Hirnaktivität in bestimmten motorischen Arealen des Gehirns messen. Vorausgesetzt, diese Aktivität kann zuverlässig entschlüsselt werden, könnte man diese Worte über eine Funkverbindung wie etwa Bluetooth an eine externe Suchmaschine schicken. Die entsprechende Antwort würde dann mittels einer direkten Stimulation bestimmter Hirnareale zurückgemeldet, sodass man sie beispielsweise hören oder sehen kann. Weil man dafür aber die jeweiligen neuronalen Netzwerke extrem genau kennen und anregen muss, ist es derzeit noch völlig unklar, ob dies in dieser Art jemals umzusetzen ist.

Ein digitales Lexikon im Kopf?

Vorstellbar wäre es – aber auch nur in der Theorie. Elon Musk hat zudem angekündigt, dass auf diese Weise in Zukunft auch Musik direkt ins Gehirn gestreamt werden könnte.

«Ich vergesse nie, wie glücklich ein querschnittsgelähmter Proband war, als er wieder selbstständig essen und trinken konnte.»

Surjo Soekadar

Sind das nicht alles nur verrückte Hirngespinste?

Er ist von der Idee, sich über Apps neue Fähigkeiten ins Gehirn zu laden, sehr überzeugt und sucht dafür nach guten Leuten. Die Präsentation des neuen Prototypen war in erster Linie deshalb auch eine Art Werbeveranstaltung, um junge Menschen zu finden, die ihm dabei helfen. Der Erwartungs- und Zeitdruck ist allerdings sehr hoch, und nicht jeder ist dem gewachsen.

Hätten Sie selbst auch Interesse?

Nein, ich habe eine völlig andere Agenda und wohl auch ein anderes Menschenbild. Ich forsche zwar ebenfalls an Gehirn-Maschine-Schnittstellen, aber insbesondere an nichtinvasiven Verfahren für medizinische Anwendungen. Wir leiten die spezifischen Muster der Hirnaktivität – ganz ohne chirurgischen Eingriffe – nur mit Elektroden oder Sensoren direkt von der Kopfhaut ab. Mittels solcher ausgetüftelter neurotechnologischer Hightech-Systeme ermöglichen wir zum Beispiel Querschnittsgelähmten oder Schlaganfallüberlebenden Exoskelette oder Roboter zu steuern, die sie dann bei Alltagstätigkeiten unterstützen. Ich werde es nie vergessen, wie glücklich ein querschnittsgelähmter Proband war, als er das erste Mal nach vielen Jahren wieder selbstständig essen und trinken konnte.

Mit Gedankenkraft steuert eine Schlaganfallüberlebende, deren Finger komplett gelähmt sind, ein neuronales Hand-Exoskelett.
Mit Gedankenkraft steuert eine Schlaganfallüberlebende, deren Finger komplett gelähmt sind, ein neuronales Hand-Exoskelett.
Foto: Klinische Neurotechnologie/Peekhaus

Dann brauchte es also gar keine Implantate?

Das kommt auf die Anwendung an. Nichtinvasive Methoden haben den Nachteil, dass die Qualität und räumliche Auflösung der Signale geringer ist. Wenn wir die Hirnaktivität mit den Bewegungen eines Schwarms Fische in einem See vergleichen, dann lassen sich diese Bewegungen, zumindest bei Windstille, auch an der Wasseroberfläche ganz gut erahnen. Wenn jedoch ein Sturm aufkommt, wird die Zuordnung durch eine solche Störung sehr schwierig bis unmöglich. Die Technik und auch die Messmethoden sind aber in den letzten Jahren nochmals deutlich besser geworden. Das gibt mir Hoffnung, dass wir in Zukunft auch ohne Implantate auskommen.

Können Gehirn-Maschine-Schnittstellen auch das Gedächtnis trainieren?

Bereits jetzt existieren Ansätze, um mittels Hirnstimulation beispielsweise das Arbeitsgedächtnis zu verbessern. An der Charité in Berlin arbeiten wir daran, diese Ansätze weiter zu optimieren. Es ist durchaus denkbar, dass Gehirn-Maschine-Schnittstellen in Zukunft beispielsweise auch dafür sorgen, den Verlauf von neurodegenerativen Erkrankungen, wie Alzheimer, zu verlangsamen.

Chip im Hirn: Der Versuch von Elon Musk mit einem Schwein
Video: Tamedia

Ist das neue Implantat eine Revolution?

Das kann man wohl erst in vielen Jahren rückblickend beantworten. Noch kann niemand genau sagen, welche Anwendungen dadurch mal möglich sein werden. Ein Vorteil des neuen Implantats ist, dass es kabellos und von aussen nicht sichtbar ist. Allerdings muss ein Teil des Schädelknochens entfernt und die Hirnhaut eröffnet werden. Zudem lässt sich das Gerät nicht einfach wieder entfernen, und es ist unklar, wie lange das System nach der Implantation funktioniert.

Bisherige Neuroimplantate