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05. April 2005

Bundesministerin Bulmahn besichtigte Fraunhofers Brain-Computer

Schnittstelle zwischen menschlichem Ge­hirn und Computer setzt durch Gedanken ausgelöste Hirnströme in technische Steuersignale um

Am 5. April 2005 besichtigte die Bundesministerin für Bil­dung und Forschung, Edelgard Bulmahn, das Berlin Brain-Computer Interface (BBCI), das von Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts für Rechnerarchitektur und Software­technik (FIRST) und der Klinik für Neurologie am Campus Benjamin Franklin der Charité entwickelt wird. Das BBCI ist eine direkte Schnittstelle zwischen menschlichem Ge­hirn und Computer und setzt durch Gedanken ausgelöste Hirnströme in technische Steuersignale um.

Die Besichtigung fand während eines Besuchs der Ministe­rin beim "Bernstein-Zentrum für Computational Neuros­cience Berlin" statt. Das Bernstein-Zentrum ist Teil des "Nationalen Netzwerks Computational Neuroscience", das im Rahmen der FUTUR-Leitvision 'Das Denken verste­hen' vom BMBF gegründet wurde. Ziel ist es, die neuro­nalen Grundlagen von Hirnleistungen zu erforschen. Das bessere Verständnis der Gehirnfunktionen soll unter ande­rem helfen, Erkrankungen des Nervensystems besser zu verstehen und zu heilen, die Entwicklung neuartiger Com­puter zu ermöglichen und effizientere Lehr- und Lernstra­tegien zu entwickeln. Bulmahn betonte die Bedeutung des Netzwerks: "Die Beiträge deutscher Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zum Verständnis neuronaler Prozesse sind weltweit anerkannt. Das Berlin Brain-Computer Inter­face ist ein Beispiel für die Leistungsfähigkeit der Compu­tational Neuroscience in Deutschland. Das BMBF hat mit Einrichtung des nationalen Netzwerkes die Grundlage da­für geschaffen, dass auch in Zukunft die deutsche Gehirn­forschung eine Spitzenposition einnimmt."

Während des Besuchs von Bundesministerin Bulmahn er­läuterten die Forscher von FIRST und Charité den aktuel­len Stand der Arbeiten am BBCI und demonstrierten live mittels des Computerspiels 'Brain-Pong', wie zwei Ver­suchspersonen einen Computer durch Gedankenkraft in Echtzeit steuern können.

Das BBCI setzt Methoden der intelligenten Datenanalyse zum besseren Verständnis der Prozesse im Gehirn ein. Für die Kommunikation 'per Gedanken' zwischen Mensch und Computer verwendet es das herkömmliche Elektroenze­phalogramm (EEG), wie es im klinischen Alltag eingesetzt wird. An der Kopfhaut angebrachte Elektroden messen die hirnelektrischen Signale. Sie werden verstärkt und an einen Computer übermittelt, der die Gehirnsignale in technische Steuersignale umwandelt.

Prof. Dr. Gabriel Curio, Projektleiter des BBCI von der Charité, erklärte die Funktionsweise des BBCI: "Das BBCI basiert darauf, dass sich bereits die gedankliche Vorberei­tung einer Bewegung in einer geänderten Hirnaktivität wi­derspiegelt. Aus der Vielzahl gleichzeitig ablaufender Hirnsignale filtert das BBCI die Anteile heraus, die mit einer bestimmten Vorstellung korreliert sind und nutzt sie zur Auswahl zwischen zwei Alternativen: während eine Option durch die Vorstellung, die linke Hand zu bewegen, ausgewählt wird, führt die Vorstellung einer Bewegung der rechten Hand zur Auswahl der alternativen Option. Auf diese Weise können Geräte gesteuert werden, die an einen Computer angeschlossen sind." Die Besonderheit des Ber­liner BCI fasst Prof. Dr. Klaus-Robert Müller vom FIRST mit dem Motto 'let the machines learn' zusammen: "Das BBCI passt sich mit Methoden des maschinellen Lernens an den Benutzer an. Dadurch kann die Steuerung bereits nach einer 30-minütigen Kontrollmessung beginnen. Be­nutzertrainings anderer BCIs erstrecken sich über mehrere Tage, manchmal sogar Wochen.

Ein Anwendungsschwerpunkt für das BBCI liegt im medi­zinischen Bereich, zum Beispiel in der Entwicklung von Hilfswerkzeugen für Querschnittsgelähmte (Kommunikati­onsgeräte; Prothesen- und Rollstuhlsteuerung). Da das BBCI ohne Implantation von Elektroden ins Gehirn aus­kommt, sind auch weitere Anwendungen etwa in der Steue­rung von Computerspielen oder in Sicherheitstechnologien im Automobil denkbar.

Kontakt

Fraunhofer FIRST, Mitra Motakef:

Tel.: +49 (0)30 6392-1814, Fax: +49 (0)30 6392-1805

E-Mail: mitra.motakef(at)first.fraunhofer.de

Web: www.first.fraunhofer.de

 

Quelle: Pressemitteilung von der Charité Campus Benjamin Franklin und dem Fraunhofer-Institut FIRST vom 5.4.2005

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