Ein Patient, der unter Tetraplegie leidet, steuert einen intelligenten Rollstuhl allein mit seinen Gedanken durch die Nachbarschaft und weist einen Roboterhund an, eine Essenslieferung entgegenzunehmen. Diese Ergebnisse wurden in einer kürzlich durchgeführten klinischen Studie mit einer Gehirn-Computer-Schnittstelle erzielt, die von einem Team der Chinesischen Akademie der Wissenschaften durchgeführt wurde.
Dies sprengte die Grenzen der herkömmlichen Rehabilitation, indem die Steuerung des Gehirns von einem zweidimensionalen Cursor auf einem Bildschirm in eine dreidimensionale Interaktion des ganzen Körpers mit der realen Welt übertragen wurde.
Gehirn-Computer-Schnittstellen sind darauf ausgelegt, einen direkten Kommunikationskanal zwischen dem Gehirn und externen Geräten herzustellen. Weltweit haben Forschungsgruppen bereits erste Erfolge im Labor mit „gedankenbasiertem Tippen“ und der Steuerung von Roboterarmen erzielt. Die Herausforderung besteht darin, diese Systeme so zuverlässig zu gestalten, dass sie sich nahtlos in den Alltag der Patienten integrieren lassen.
Der Patient erlitt 2022 aufgrund einer Rückenmarksverletzung eine Querschnittslähmung und erhielt im Juni dieses Jahres das vom Exzellenzzentrum für Hirnforschung und Intelligenztechnologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entwickelte Gehirn-Computer-Interface-System. Bereits nach wenigen Wochen Training konnte er zuverlässig einen Computercursor und ein Tablet steuern.
Die Forscher nutzten ein drahtloses, invasives Gehirn-Computer-Interface-System mit hohem Datendurchsatz, um dem Patienten die stabile Steuerung eines intelligenten Rollstuhls und eines Roboterhundes mittels neuronaler Signale zu ermöglichen. Dadurch erreichte er unabhängige Mobilität und die Fähigkeit, Objekte im Alltag zu finden.
Dies verdeutlicht, dass sich Chinas Forschung auf diesem Gebiet von der bloßen Wiederherstellung grundlegender Interaktion hin zur Erweiterung der Lebensperspektiven gelähmter Patienten entwickelt.
Das Team kombinierte zudem auf innovative Weise zwei unterschiedliche Dekodierungsstrategien, um aus verrauschten neuronalen Aktivitäten sinnhafte Befehle zu extrahieren und die Gesamtleistung der Gehirnsteuerung um mehr als 15 Prozent zu steigern.
Darüber hinaus gelang es den Forschern, die Latenz des gesamten Systems, von der neuronalen Erfassung bis zur Befehlsausführung, auf unter 100 Millisekunden zu reduzieren, was unter der Reaktionszeit des Körpers liegt und dem Patienten eine flüssige und natürliche Kontrolle ermöglicht.
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