Brain-Computer-Interface: Möchtest du dein Gehirn neu formen?

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Herausgeberhinweis: In Zukunft, wenn jeder seinen Geist an einen Computer anschließen möchte, werden die Ärzte, die Hirn-Computer-Schnittstellen-Operationen durchführen, sehr beschäftigt sein. Tatsächlich gibt es bereits heute Hirn-Computer-Schnittstellen-Operationen, die jedoch fast ausschließlich zur Krankheitsbehandlung durchgeführt werden. Dieser Artikel basiert auf der mündlichen Darstellung eines Arztes für Hirn-Computer-Schnittstellen-Operationen. Für die Hirn-Computer-Schnittstelle ist die Gegenwart nur der Anfang. Dieser Artikel ist eine Übersetzung und soll Ihnen Anregungen geben.

Bildquelle: JOHANNA GOODMAN; GETTY IMAGES

Die Hirn-Computer-Schnittstelle (BCI), eine Vorrichtung, die wie aus einem Science-Fiction-Roman klingt, kann in Ihren Schädel eingebracht werden und wandelt Nervensignale in Softwarebefehle um. Es gibt viel, worauf man bei ihr hoffen kann. Experimentelle Hirn-Computer-Schnittstellen können bereits behinderten Patienten helfen, zu kommunizieren, im Internet zu surfen und Prothesen zu bedienen. In den letzten Jahren sind diese Geräte sogar drahtlos geworden. Wenn Computer, die Gedanken lesen können, Teil des täglichen Lebens werden, brauchen wir Ärzte, um die Mikroelektroden und Sender einzubauen, die das Gerät funktionieren lassen. Wenn Sie also ein ruhiges Handhaben haben und sich nicht vor etwas Blut scheuen, könnte es für Sie geeignet sein, ein Chirurg für Hirn-Computer-Schnittstellen zu werden.

Der Neurochirurg Schahram Majidi vom Mount Sinai Hospital in New York führt seit 2022 Operationen in einer klinischen Studie zu einer Hirn-Computer-Schnittstelle namens Stentrode durch. Hierbei handelt es sich bei dem "Stent" um eine röhrenförmige Vorrichtung, die normalerweise in Venen oder Arterien eingesetzt wird. Er erzählt uns von der nahen Zukunft, in der er jedes Jahr hunderte solcher Operationen durchführen wird.

Die Technologie der Hirn-Computer-Schnittstelle existiert bereits seit Jahrzehnten, und es gibt heute auch verschiedene Implantate. Bei einigen Geräten werden die Elektroden auf das Gehirn geklebt, und die Leitungen ragen aus dem Kopf heraus und sind mit einem Computer verbunden. Ich finde, dass dies als Konzeptbeweis toll ist, aber es erfordert, dass Ingenieure ständig anwesend sind und neben einem großen Computer sitzen. Man kann es nicht einfach in seinem Schlafzimmer nutzen.

Der Vorteil der Hirn-Computer-Schnittstelle wie der Stentrode, mit der ich mich befasste, besteht darin, dass kein Teil nach außen sichtbar ist. Die Elektroden werden in die Blutgefäße neben dem Gehirn platziert und über die Halsvene des Patienten eingesetzt; der Empfänger wird unter der Brusthaut vergraben und über Bluetooth mit einer Vorrichtung verbunden, die die Gehirnsignale decodiert. Ich denke, das ist die Zukunft.

Dies ist eine minimalinvasive Operation, bei der kein Schädelöffnung erforderlich ist und die anatomische Struktur des Gehirns nicht zerstört wird. Das Einsetzen eines Stents in die Hirngefäße habe ich in anderen Operationen bereits Tausende Male durchgeführt, aber diesmal muss ich eine Vorrichtung einsetzen, die bestimmte Signale aus bestimmten Gehirnregionen aufzeichnet. Um sie ordnungsgemäß funktionieren zu lassen, muss ich die bisher präziseste Implantation durchführen. Der gesamte Prozess von der Eingabe in die Operationssäle bis zum Abschluss der Operation und der Prüfung der Vorrichtung dauert normalerweise weniger als drei Stunden.

Die Patienten, die an diesen Studien teilnehmen, haben schwere Behinderungen. Sie liegen infolge von Krankheiten wie Amyotropher Lateralsklerose (ALS) im Bett gelähmt, und es ist äußerst schwierig, sie in das Krankenhaus zu bringen. Daher besuche ich die Patienten mit Hirn-Computer-Schnittstellen persönlich und erkläre ihnen die Vorrichtung und ihre Funktionsweise.

Für die Patienten und ihre Familien ist dies ein aufregender Moment, aber wir müssen ihnen auch helfen, realistische Erwartungen zu haben.

Im Vergleich zu anderen Operationen, die ich als Neurochirurg täglich durchführe, ist die Operationsplanung für die Implantation einer Hirn-Computer-Schnittstelle viel komplizierter. Vor der Operation üben ich und mein Team an einem Modell, um sicherzustellen, dass wir alle Schritte und Abläufe beherrschen. Es ist nicht übertrieben zu sagen, dass der Spielraum für Fehler äußerst gering ist.

Das Unternehmen Neuralink entwickelt Roboter, um ihre Hirn-Computer-Schnittstellen einzubauen, aber ich mache mir keine Sorgen, dass die Roboter meine Arbeit übernehmen. Die Entwicklung in diesem Bereich und die Durchführung hochpräziser Operationen werden immer auf menschliche Chirurgen und Wissenschaftler angewiesen sein.

Ich plane regelmäßig Nachuntersuchungen für die Patienten, insbesondere in den ersten Monaten nach der Operation. Ich bin immer anwesend, wenn die Patienten ihr Gerät zum ersten Mal nutzen. Nach zwei Wochen Training können die Patienten es unabhängig bedienen. Dies ist das erste Mal, dass die Patienten ohne jegliche Hilfe nur mit Hilfe ihrer Gedanken mit der Außenwelt in Kontakt treten können. Sie können wieder SMS schreiben und ihr Handy benutzen. Dann werden Sie das strahlende Lächeln auf ihren Gesichtern sehen.

Die Patienten sind sehr bemüht, diese Wissenschaft voranzutreiben und in den kommenden Jahren und Jahrzehnten Menschen wie sie zu helfen. Es ist wirklich beeindruckend, all dies live zu erleben.

Seit ich meine erste Operation durchgeführt habe, bekomme ich in meiner Klinik jede Woche Anrufe, in denen gefragt wird, ob man sich auf eine Hirn-Computer-Schnittstellen-Bewertung vorstellen lassen kann. Es gibt eine äußerst große Patientengruppe, die von dieser Technologie profitieren würde.

In zehn Jahren, wenn ich dann wieder mit Ihnen zusammen sitzen kann, werde ich Ihnen sagen: Ja, in dieser Woche habe ich fünf Hirn-Computer-Schnittstellen-Operationen geplant, und es ist bereits zur alltäglichen Routine geworden.

Nicht jeder endovaskuläre Neurochirurg wird solche Operationen durchführen, aber ich glaube, dass es mehrere Spitzenbehandlungszentren geben wird. Wir werden beginnen, die kleineren Blutgefäße im Gehirn zu erkunden und versuchen, mehr Gehirnfunktionen zu verstehen, sei es zur Behandlung von therapieresistentem Epilepsie, Depression, Stimmungsstörungen oder Essstörungen.

Die Hirn-Computer-Schnittstellen-Geräte in zehn Jahren werden sich von denen heute völlig unterscheiden.

Dies ist nur der Anfang.

Übersetzerin: Teresa