Neue Brain-Computer-Interface lässt gelähmte Nutzer Tablets per Gedanken steuern

• Mit neuer Brain-Computer-Interface können gelähmte Patienten effektiv mit kommerziellen Elektronikgeräten interagieren.
• Sie nutzen diverse Apps, indem sie nur an Mausbewegung und -klick denken.
• 22 „Point-and-Click“-Selektionen pro Minute bei Nutzung verschiedener Apps.

Mobile Computing-Geräte sind allgegenwärtig und entscheidend für den Alltag, aber für Gelähmte schwer nutzbar. In den USA haben über 5 Mio. Menschen verschiedene Lähmungsarten, die Alltagsaktivitäten einschränken.

Bei ALS verlieren Patienten schließlich alle Fähigkeiten (inkl. Sprache), effektiv mit Umgebung zu kommunizieren. Assistive Technology half bisher: kontinuierliche Verbesserung funktionaler Fähigkeiten Gelähmter für Interaktion mit Allzweckcomputern.

Brown University Forscher zeigten kürzlich Brain-Computer-Interface, das Behinderten direkten Tablet-Betrieb per Gedanken an Zeigen/Klicken ermöglicht. Experiment: 3 gelähmte Teilnehmer shoppten online, chatteten mit Familie, nutzten andere Tablet-Apps.

Wie BrainGate Interface funktioniert

BrainGate-Konsortium arbeitet seit Jahren an Neuro-Engineering und Neurowissenschaft, um Gelähmte (Motorverlust durch Verletzung/Krankheit) zur Steuerung Elektronik per Handbewegungs-Gedanken zu befähigen.

Brain-Computer-Interface erfasst neuronale Aktivität via winzigem Sensor im Motorkortex. Neuronale Signale werden decodiert und an externe Geräte übertragen. Jahrelang nutzten Wissenschaftler ähnliche Techniken, um Behinderten Roboterarme/Gliedmaßen zu steuern.

a) Versuchsaufbau-Schema b) Aufgabenzeitplan ab Tag 124 | Mit freundlicher Genehmigung der Forscher

Bisher zeigten EEG-basierte Brain-Computer-Interfaces Kontrolle über Buchstabieren, Gaming, Malen, Web-Browsing, aber keine generelle Steuerung kommerzieller Smartphones/Tablets.

Referenz: PLOS | doi:10.1371/journal.pone.0204566 | Brown University

In diesem Experiment wurden neuronale Signale aus Interface an Bluetooth-Interface übertragen, das als kabellose Maus fungierte. Diese virtuelle Maus verband sich mit Nexus 9 Tablet, drei gelähmte Teilnehmer führten spezifische Aufgaben aus.

Ergebnisse

Drei Teilnehmer mit Tetraplegie hatten Multi-Elektroden-Arrays im Motorkortex als Teil intrakortikaler BCI für Tablet-Bedienung. Zwei hatten ALS – progressive Motoneuronerkrankung, die Neuronen für willkürliche Muskeln absterben lässt. Dritter: Rückenmarksverletzung.

Alle navigierten durch diverse Apps: Musik-Streaming, Chat, E-Mail, Social Networking. Scrollten durch News-Aggregator, browsed Streaming-Dienst, suchten YouTube-Inhalte, verfassten Chats/E-Mails.

Mit freundlicher Genehmigung der Forscher

Sie erreichten 22 „Point-and-Click“-Selektionen pro Minute bei App-Nutzung. In Text-Apps tippten sie 30 Zeichen pro Minute via Textinterfaces.

Obwohl erweiterte Cursor-Funktionen (Multitouch, Gesten, Click-and-Hold) nicht implementiert waren, freuten sich Autoren über rasche Nutzung der Interface durch alle Teilnehmer für Interessen/Hobbys.

Weiterlesen: Erstes Brain-to-Brain-Interface lässt 3 Personen Gedanken direkt teilen

Forschung könnte auch Türen für Kommunikation zwischen Gesundheitsanbietern und Patienten mit schweren neurologischen Störungen öffnen. Könnte Interaktion und Verständnis zwischen Patienten und Pflegern weiter verbessern.