Der Befund kann für Menschen hilfreich sein, die „eingesperrt“ sind. Die Kommunikation fällt ihnen schwer, weil sie aufgrund von Muskel- oder Gehirnerkrankungen ihre Muskeln nicht mehr (richtig) bewegen können. Dies kann zum Beispiel nach einem Schlaganfall oder aufgrund von Krankheiten wie ALS (Amyotrophe Lateralsklerose) geschehen, die jedes Jahr fünfhundert Niederländer betrifft.
Der betroffene 36-jährige Patient kann nach einer Hirnblutung im Hirnstamm nicht mehr sprechen, ist aber noch völlig bei Verstand. Neurologen aus San Francisco haben deshalb für ihn jetzt einen Sprachcomputer entwickelt, der direkt aus seiner Gehirnaktivität auf das schließen kann, was er sagen will.
Um die Gehirnsignale des Patienten zu messen, platzierten die Neurologen 128 Elektroden auf dem Sprachzentrum in seiner linken Hemisphäre. Dann ließen sie ihn Wörter mit Hilfe des Telefonalphabets im Kopf buchstabieren. „Kat“ wird dann (auf Niederländisch) zu Karel-Anton-Theodoor. Eine intelligente Computersoftware lernte dann, welche Gehirnwellen zu welchem Buchstaben gehören. Das System versuchte auch vorherzusagen, welches Wort der Patient zu bilden versuchte, ähnlich wie WhatsApp Wörter während des Tippens vorschlägt.
Das laufe ganz gut, beschreiben die amerikanischen Forscher diese Woche in einer Veröffentlichung Naturkommunikation. Der Patient kann fast dreißig Buchstaben pro Minute buchstabieren, was insgesamt etwa tausend Wörter ergibt. Die Software geht nur bei einem von sechzehn Mal schief. Bei einem Wortschatz von neuntausend Wörtern ist die Fehlerquote etwas höher.
Das Besondere an der Methode ist, dass dieses sogenannte Brain-Computer-Interface auf Basis der Gedanken des Patienten funktioniert. Ähnliche Studien verwenden häufig Bereiche des Gehirns, die zum Beispiel Armbewegungen steuern. Die Nutzung des Sprachraums sei natürlicher, schreiben die Hirnforscher. Die aktuellen Ergebnisse sind auch eine Verbesserung gegenüber früheren Versuchen, denselben Patienten dazu zu bringen, nicht an Buchstaben, sondern an ganze Wörter zu denken. Er konnte nur bis zu fünfzig verschiedene Wörter ’sagen‘.
„Im Prinzip ist das immer noch so“, sagt der Utrechter Hirnforscher Nick Ramsey, der nicht an der Forschung beteiligt ist. „Die Buchstaben, die der Computer vorhersagt, sind eigentlich ganze Wörter.“ Echte Spiele (‚kaa-aa-tee‘) – potentiell schneller – beherrscht die Software der Amerikaner noch nicht. „Aber durch die Platzierung von Elektroden näher beieinander oder durch die Analyse anderer Arten von Gehirnwellen könnte dies in Zukunft möglich sein. Das muss man als Zwischenlösung sehen.‘
Ramsey, die selbst ähnliche Forschung bei ALS-PatientenSie freut sich sehr über die neue Studie. „Ich schätze ihre Arbeit sehr. Ich würde gerne ihren Algorithmus verwenden, obwohl sie ihn leider zum Patent angemeldet haben.‘
Bis zum regulären Einsatz der neuen Technik werde es allerdings noch Jahre dauern, erwartet der Professor. Beispielsweise sind die Elektroden des untersuchten Patienten noch über ein Kabel mit einem Desktop-Computer verbunden, was nicht sehr praktisch ist. „Wir arbeiten selbst an drahtlosen Implantaten, aber das ist eine gewaltige Aufgabe. Wir hoffen, die ersten Versuche mit Patienten im Jahr 2024 mit 32 Elektroden durchführen zu können.“
Eine weitere Sorge des Neurowissenschaftlers ist, dass die Technik bei Menschen, die lange Zeit eingesperrt waren, möglicherweise nicht funktioniert. Bei ihnen werden die Sprachareale im Gehirn möglicherweise nicht ausreichend aktiviert, weil die Patienten sie seit langem nicht mehr verwenden.