Während Elon Musk noch Affen mit Chips implantiert, kann unsere Brain-Computer-Schnittstelle bereits die Krankenversicherungskarte nutzen?

Das ist fast schon Science-Fiction: In letzter Zeit haben zahlreiche Krankenhäuser im ganzen Land Spezialambulanzen für „Brain-Computer-Interface“ (BCI) eröffnet. Vorbeigehende glauben zuerst, sie träumten: Was? Die BCI-Technologie ist schon so weit fortgeschritten?

Ja, und es gibt sogar offizielle Preise. Vor kurzem wurden in verschiedenen Regionen die Tarife für BCI-Behandlungen veröffentlicht: In Peking beispielsweise kostet die Implantation 7980 Yuan, die Entfernung 3500 Yuan – und die Kosten werden vollständig von der Krankenversicherung übernommen.

Das erinnert ein wenig an die Handlung aus „Matrix“.

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Science-Fiction-Filme werden Wirklichkeit

In letzter Zeit landeten Themen rund um die Aufnahme von BCI in die Krankenversicherung mehrfach auf den Top-Trends von Weibo. Die Kommentare sind oft sehr originell: „Wird das Gerät abgeschaltet, wenn man nicht monatlich bezahlt?“ „Muss ich zusätzlich noch das 360-Antiviren-Programm installieren?“ „Muss ich jeden Morgen nach dem Aufwachen erst 30 Sekunden Werbung ansehen?“ Ist das das gleiche Gerät, das Musk an Affen getestet hat?“

Pragmatische Nutzer schreiben: „Kann ich erstmal das Wissen für die Hochschulaufnahmeprüfung herunterladen?“ „Ich denke so viel – ich brauche eine Version mit viel Arbeitsspeicher.“ Philosophisch veranlagte Nutzer fragen sich: „Bin ich noch ich selbst, wenn ich ein BCI habe?“

Aus den vielen verschiedenen Kommentaren entfaltet sich langsam ein Zukunftsbild voller Verschwörungstheorien, Cyberkriminalität und Fantasien von Supermenschen: Manche fürchten, dass BCI von Hackern angegriffen werden und sie nach dem Aufwachen feststellen, dass sie ferngesteuert zehn Durianfrüchte bestellt haben. Andere überlegen, ob man Fremdsprachen direkt ins Gehirn kopieren kann, um das Vokabellernen zu umgehen.

Das ist kein Wunder – die Technologie scheint dem Alltag der meisten Menschen noch viel zu fern.

Die meisten kennen BCI hauptsächlich aus Science-Fiction-Filmen: In „Matrix“ kann Neo mit einem Kabel am Hinterkopf Kampftechniken direkt ins Gehirn herunterladen. In „Avatar“ betritt ein gelähmter Soldat eine Verbindungskapsel, und sein Bewusstsein steuert einen Avatar auf einem fremden Planeten.

In der Realität ist es weniger spektakulär. Heute dient BCI in Krankenhäusern vor allem einem Zweck: Gelähmten Patienten zu helfen, sich wieder bewegen zu können.

Der erste Patient in China, der ein BCI erhielt, hieß Lao Yang. Nach einem Autounfall war er querschnittsgelähmt und konnte seinen Körper unterhalb des Halses nicht mehr bewegen. Ende 2023 bohrten Ärzte ein kleines Loch in seinen Schädel und implantierten zwei münzgroße BCI-Chips.

Die Ärzte gaben Lao Yang zudem ein pneumatisches Handschuh – es ähnelt einem dicken Sport-Handschuh, wird über seine gelähmte rechte Hand gezogen und ist über dünne Luftschläuche mit einer kleinen Luftpumpe verbunden.

Das Funktionsprinzip ist einfach verständlich: Wenn Lao Yang eine Faust machen will, erfasst das BCI sofort das Gehirnsignal „Faust machen“. Das Funksignal geht an einen Computer, der dem pneumatischen Handschuh sagt: „Aufpumpen“. Die kleinen Luftkammern auf der Rückseite des Handschuhs blasen sich auf, schieben die Finger von Lao Yang nach vorne – und er vollzieht eine Greifbewegung.

Lao Yangs großer Traum war es einst, selbst eine Zigarette anzuzünden – statt jedes Mal seine Frau um Hilfe bitten zu müssen. Heute kann er selbstständig essen, Klavier spielen und Schach spielen.

Mit diesem ersten erfolgreichen Fall entwickelte sich BCI im medizinischen Bereich rasant.

Anfang dieses Jahres erhielten die Neurochirurgie-Abteilungen von Spitzenkrankenhäusern wie dem Huashan-Krankenhaus, Xuanwu-Krankenhaus und Tiantan-Krankenhaus die ersten Patienten mit BCI-Implantaten. Darunter waren Menschen mit ALS, junge Menschen nach einem Autounfall, die ihre geliebte Person nie wieder an der Hand halten konnten, und Patienten mit Locked-In-Syndrom nach einem Hirnstamm-Schlaganfall – bei vollem Bewusstsein, aber völlig bewegungsunfähig.

Immer mehr Krankenhäuser eröffneten BCI-Ambulanzen, in denen Ärzte prüfen, ob ein Patient für ein BCI-Implantat geeignet ist.

Die Auswahl ist streng: Zuerst wird geprüft, ob der motorische Kortex des Gehirns noch aktive Signale aussendet. Bei vielen Patienten, die seit Jahren gelähmt sind, ist das entsprechende Hirnareal geschrumpft oder inaktiv – selbst mit implantierten Elektroden lassen sich keine brauchbaren Signale erfassen. Darüber hinaus werden weitere Behandlungsparameter, die körperliche Belastbarkeit des Patienten, die erwarteten Ergebnisse der Rehabilitation und sogar die Persönlichkeit und psychische Verfassung des Patienten berücksichtigt: Wenn ein Patient stark ängstlich oder wenig kooperativ ist und die lange, langweilige Reha nicht durchhalten kann, wird das Implantat kaum wirken. Insgesamt erhalten nur etwa ein Zehntel aller Patienten, die in der Ambulanz nachfragen, die volle Prüfung und eine tatsächliche Implantation.

Viele interessieren sich auch für die Kosten: Die ersten Preislisten der Krankenversicherungsämter zeigen, dass die Entfernungsgebühr für BCI zwischen 3000 und 5000 Yuan liegt, die Implantationsgebühr zwischen 5000 und 8000 Yuan. Auf den ersten Blick scheint das viel günstiger als erwartet – aber das sind nur die reinen Operationskosten: die Arbeitsleistung des Arztes bei der Öffnung des Schädels, Implantation der Elektroden und Nähte. Der Preis des Geräts selbst ist da noch gar nicht inbegriffen.

Die meisten BCI-Operationen in Krankenhäusern laufen derzeit noch in klinischen Studien. Wenn Patienten die strenge Prüfung bestehen, übernimmt das Forschungsprojekt die Kosten für das Gerät.

Sobald die Technologie aus der Studienphase in die Massenanwendung übergeht, werden die Gerätekosten der größte Kostenpunkt: Die Elektroden, Chips und Sender im Gehirn, plus das pneumatische Handschuh, der externe Prozessor für die Signaldecodierung – all das kostet Geld.

Für diese Geräte gibt es noch keine offizielle Preisangabe – aber wir können einen Vergleich mit einer ähnlich komplexen Technologie ziehen: Ein vollständiges System eines Cochlea-Implantats, ebenfalls ein implantierbares Neurostimulationsgerät, kostet in China derzeit zwischen 200.000 und 300.000 Yuan. BCI ist technisch noch komplexer und teurer in der Herstellung – nach der Kommerzialisierung werden die Gerätekosten höchstwahrscheinlich noch höher sein.

Der hohe Preis kommt vor allem von der schwierigen Entwicklung: Die invasive BCI, die chinesische Wissenschaftler entwickelt haben, hat Elektroden, die nur ein Fünftel der Dicke von Neuralinks BCI (dem Produkt von Musks Unternehmen) haben – also ein Hundertstel eines Haares. Sie sind fast hundertmal weicher als die Elektroden von Neuralink, so weich, dass sie nur noch in der Größenordnung der Kräfte zwischen Zellen liegen. Die Gehirnzellen merken fast nicht, dass ein Fremdkörper da ist.

Dahinter stehen Durchbrüche in über einem Dutzend Spitzenfächern: Materialwissenschaft, Mikro-Nano-Fertigung, Biokompatibilität, Neurocodierung und mehr. Jeder kleine Fortschritt bei den Parametern erfordert Unmengen von wissenschaftlichen Arbeiten, unzählige fehlgeschlagene Tierversuche und Millionen oder sogar Hunderte Millionen Yuan an Entwicklungsinvestitionen.

Daher ist es verständlich, dass so eine fortschrittliche Technologie teuer ist! Wenn es bei Pinduoduo für 9,9 Yuan mit kostenlosem Versand angeboten würde, würden die Patienten es sich wahrscheinlich nicht trauen, es implantieren zu lassen – was, wenn beim Einschalten erst 60 Sekunden Werbung läuft und man Freunde einladen muss, um den Rabatt zu kriegen, um sie zu überspringen?

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Kann ein BCI von Hackern angegriffen werden?

Wenn es um BCI geht, fragen sich viele Nutzer zuerst: „Wird die nächste Aktie, die sich verzehnfacht, bald da sein?“ Und dann: „Wird meine Privatsphäre verletzt?“ Ersteres muss man Börsenexperten fragen – Letzteres kann man technisch genau analysieren.

Um das zu verstehen, muss man erst wissen, wie BCI genau funktioniert.

Im menschlichen Gehirn gibt es etwa 86 Milliarden Neuronen. Jedes Mal, wenn du einen Gedanken hast, eine Bewegung machst oder ein Gefühl empfindest, feuern bestimmte Neuronen elektrisch. Wenn du zum Beispiel die rechte Hand heben willst, sendet der entsprechende Bereich im motorischen Kortex eine bestimmte Sequenz elektrischer Signale. Diese Signale wandern durch das Rückenmark nach unten zum Muskel im rechten Arm – der Muskel zieht sich zusammen, und die Hand hebt sich.

So funktioniert der Körper eines gesunden Menschen. Aber bei Patienten mit Rückenmarksverletzung ist der Weg für das Signal „rechte Hand heben“ unterbrochen – das Signal kommt nie beim Arm an. BCI umgeht diese unterbrochene Leitung, „lauscht“ direkt im Gehirn die elektrischen Signale ab und gibt sie an Maschinen weiter, die die Bewegung ausführen.

Wie genau funktioniert das „Ablauschen“? Ärzte platzieren ein kleines Elektroden-Array auf der Oberfläche des motorischen Kortex des Patienten. Darauf befinden sich Hunderte von kleinen Kontakten, die jeweils die elektrische Aktivität einer kleinen Gruppe von Neuronen erfassen. Wenn der Patient im Kopf eine Bewegung vorstellt, zeichnen diese Hunderte von Kontakten gleichzeitig die elektrischen Signale auf.

Diese Daten gehen an ein externes Gerät, wo ein Algorithmus sie decodiert. Der Prozessor übersetzt die entschlüsselte Absicht des Nutzers in Maschinenbefehle und sendet sie an externe Geräte wie das pneumatische Handschuh, einen Roboterarm oder ein System zur Steuerung des Mauscursors auf dem Bildschirm.

Der gesamte Ablauf lautet also: Neuronen feuern → Elektroden erfassen → Algorithmus decodiert → Befehl wird ausgegeben.

Die Frage ist nun: Kann dieser „Übersetzer“ von Hackern angegriffen werden? Kann jemand das Funksignal abfangen und lesen, was der Patient denkt? Oder sogar umgekehrt Signale ins Gehirn einspeisen?

Die Antwort lautet: Bei heutigen medizinischen BCI