Technologiegiganten wollen dein Gehirn ernten

Rafael Yuste ist etwas über sechzig und wirkt auf den ersten Blick wie ein Picasso – wäre Picasso eine Brille getragen und einen gepflegten weißen Spitzbart gehabt. Er spricht präzise und strukturiert, mit einem starken spanischen Akzent. Er erzählt mir von einem Mausexperiment, das er in seinem Labor an der Columbia University durchführt, bei dem die Region der Hirnrinde untersucht wird, die auf visuelle Reize reagiert. Sein Mentor war der schwedische Neurowissenschaftler Torsten Wiesel, der für seine Forschung zur Verarbeitung von Informationen im visuellen System den Nobelpreis erhielt.

„Er entdeckte zufällig, dass der stärkste Reiz ein Muster aus kontrastreichen hellen und dunklen Streifen ist.“ Yuste hebt eine Hand und bewegt die Finger hin und her: „Stellen Sie sich vor, meine Finger sind helle Streifen, und die Umgebung ist vollkommen dunkel – wenn ich meine Finger vor Ihren Augen bewege, wird die gesamte visuelle Rinde aktiviert.“

Zu Beginn des Experiments trainierten die Forscher die Mäuse mit diesen bewegten Bildern. Sie projizierten die Streifen auf einen Computermaus vor den Mäusen: Wenn die Streifen sich auf und ab bewegten, tranken die Mäuse Wasser aus einem Schlauch; wenn die Streifen sich nach links und rechts bewegten, hörten sie auf zu trinken. Über ein ausgeklügeltes Lasersystem überwachten die Forscher die Gehirnaktivität durch den Schädel der Mäuse und erkannten genau, welche Neuronen feuerten, wenn sie die projizierten Bilder betrachteten. Yuste erklärte: „Wir können sehen, welche Neuronen die visuellen Reize kodieren.“

Nachdem sie diesen neuronalen Code entschlüsselt hatten, nutzte Yustes Team ein zweites holografisches Lasersystem, um eine Reihe von Lichtpunkten in das Gehirn der Mäuse zu projizieren. Jeder Lichtpunkt aktivierte dieselben Neuronen, die die Streifen mit Auf- und Abbewegung oder Links- und Rechtsbewegung repräsentierten.

„Das entscheidende Experiment bestand darin, den Bildschirm auszuschalten“, sagte Yuste. „Das ist wie beim Klavierspielen, wo man bestimmte Tasten mit verschiedenen Fingern drücken muss. Wir haben Bilder auf der Rinde ‚gespielt‘; sobald sie abgespielt waren, konnten wir die Mäuse dazu bringen, so zu handeln, wie wir es wollten.“ Als das Team das Bild der auf und ab bewegten Streifen in das Gehirn der Mäuse implantierte, leckten die Mäuse nach Wasser; als es das Bild der links und rechts bewegten Streifen implantierte, hörten sie auf zu lecken.

Tatsächlich lasen sie zuerst die Gedanken der Mäuse aus, erkannten genau, was im Gehirn vorging, wenn die Mäuse Bilder betrachteten, und nutzten diese Daten dann, um sie Dinge sehen zu lassen, die es gar nicht gibt.

„Wenn die Mäuse die von uns implantierten Bilder sahen, leckten sie am Wassermundstück genau so, wie wenn sie die Bilder mit eigenen Augen gesehen hätten. Ich meine, die Anzahl der Leckbewegungen war gleich, die Dauer jeder einzelnen Bewegung war gleich, und die Verzögerung vor dem Beginn des Leckens war ebenfalls gleich. Soweit wir also wissen, können sie keinen Unterschied feststellen. Sie glauben, dass diese Dinge wirklich vor ihnen stehen.“

Yuste sagt, das zeige deutlich die Kraft dieser neuen Technologie: Forscher können „Mäuse wie Marionetten steuern“ und sie dazu bringen, unterschiedliche Verhaltensweisen an den Tag zu legen, je nach den Bildern, die in ihr Gehirn implantiert werden.

„Was wir heute an Mäusen schaffen, werden wir morgen auch am Menschen schaffen.“

In den letzten 20 Jahren haben Forscher mithilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRI) immer detailliertere Karten der Großhirnrinde von Säugetieren erstellt und eine Funktionsübersicht aufgebaut. Die fMRI nutzt normalerweise das Blutoxygenierungs-abhängige Signal (BOLD), um Veränderungen des lokalen Blutflusses und des Sauerstoffgehalts im Blut zu erfassen, die durch neurale Aktivität verursacht werden, und spiegelt so die Gehirnaktivität indirekt wider. Gleichzeitig gab es enorme Fortschritte bei der künstlichen Intelligenz durch maschinelles Lernen – diese Computeralgorithmen können riesige Mengen an Informationen verarbeiten und mithilfe statistischer Methoden Klassifizierungen und Vorhersagen treffen. Heutzutage können fMRI-Scans bereits zahlreiche psychische Zustände erkennen, von depressiven Gedanken bis hin zu feinen Emotionen wie Eifersucht und Schadenfreude. Andere Algorithmen können allein durch die Analyse von Gehirnscans Filmausschnitte, die die Probanden gesehen haben, relativ genau rekonstruieren; weitere Forscher haben die Gehirnaktivität von unentschlossenen Wählern bei US-Präsidentschaftswahlen aufgezeichnet, während diese Fotos und Videos von Kandidaten betrachteten, um daraus abzuleiten, welche Kandidaten Angst oder sogar Abneigung auslösten und welche positive Reaktionen oder Empathie hervorriefen.

In den letzten Jahren sind Neurowissenschaftler bei der Entschlüsselung nicht mehr nur bei Bildern und Emotionen stehen geblieben, die in der Großhirnrinde entstehen, sondern sind bis zu Tönen, Wörtern, Phrasen und sogar Sprache vorgedrungen. Im Jahr 2023 gab es eine auffällige Demonstration dieser aufstrebenden Technologie. Eine Frau namens Ann Johnson, die 18 Jahre lang nach einem Hirnstamm-Schlaganfall gelähmt war, konnte durch ein 253-Elektroden-Array, das auf die Oberfläche ihres Gehirns implantiert wurde, wieder „sprechen“. Das System konnte ihre neuronalen Signale in Echtzeit in Sätze umwandeln, mit einer Geschwindigkeit von 78 Wörtern pro Minute, etwa der Hälfte der Sprechgeschwindigkeit bei normalen Gesprächen.

Das Forschungsteam der University of California unter der Leitung des Neurochirurgen Edward Chang kombinierte diese Gehirn-Computer-Schnittstelle zudem mit einem animierten Avatar an Johnsons Kopf. Die Forscher rekonstruierten ihre Stimme anhand einer Aufzeichnung einer 15-minütigen Ansprache auf ihrer Hochzeit. Wenn Johnson im Gehirn Sätze bildete, bewegte sich der Mund des Avatars so, dass er das sagte, was sie ausdrücken wollte; sein Ausdruck wurde ebenfalls von feinen Veränderungen ihrer Gehirnaktivität beeinflusst und übersetzte ihre Vorstellungen von Gesichtsbewegungen in emotionale Ausdrücke wie Lächeln, Lippenpressen und Stirnrunzeln.

„Sie haben sie befreit“, sagte Yuste. „Sie haben ihr Denken im Computer geklont. Na ja, nicht das gesamte Denken, sondern den Teil, der für Sprache zuständig ist. Nachdem die Arbeit abgeschlossen war, rief Eddie“ – der leitende Neurowissenschaftler der Studie, Chang – „mich an und sagte: ‚Ich kann nicht schlafen.‘ Weil er die ganze Kraft und alle Gefahren erkannt hat, die in dieser Technologie stecken. Für gelähmte Patienten ist das unglaublich. Aber stellen Sie sich vor, man würde sie für andere Zwecke an einer Person einsetzen? Wir tragen eine enorme Verantwortung. Sehen Sie, was wir in der Hand haben: Wir haben gerade eine Maschine gebaut, die Ihre Sprache entschlüsseln kann; in 10 Jahren werden wir Ihnen eine Maschine geben, die Gedanken beeinflussen kann, so wie wir es heute bei Mäusen tun.“

Alle Technologien zum „Auslesen des Gehirns“ basieren auf denselben Grundprinzipien: Zuerst wird die Aktivität der Neuronen aufgezeichnet, wenn eine Person bestimmte Funktionen wie Sprechen, Sprachverarbeitung, Sehen oder Konzentration ausübt, dann wird getrennt und entschlüsselt, wo diese Funktion stattfindet – sie tritt hauptsächlich in Form von elektrischen Feldern, Wellen oder Impulsen auf – und schließlich wird ermittelt, was diese Aktivitäten bedeuten.

Je invasiver das Aufzeichnungsgerät ist, desto umfangreicher und detaillierter sind in der Regel die erhaltenen Daten. Chirurgische Implantattechniken stehen an der Spitze der Neurowissenschaft und sind nach wie vor extrem selten: Weltweit sind weniger als 100 Menschen mit Gehirn-Computer-Schnittstellen der Art ausgestattet, die Johnson unter ihrem Schädel nutzt. Dennoch breiten sich diese Fähigkeiten fast unweigerlich auf niedrigere Ebenen aus. Im Sommer 2023 zeigte ein Team der University of Texas, wie man fMRI nutzt, um Gehirnscans in Wörter und Sätze umzuwandeln. Die Probanden hörten zunächst 16 Stunden lang narrative Podcasts, darunter *The Moth Radio Hour* und *Modern Love* der *New York Times*, um ein KI-Modell zu trainieren. Danach, wenn die Probanden neue Podcasts hörten, konnte der Algorithmus die Aktivitätsmuster, die die Geschichte in ihrem Gehirn hinterlassen hatte, in Wörter, Phrasen und Sätze umwandeln und so den groben Inhalt der gehörten Geschichte wiedergeben. Der Leiter des Teams, der Computational-Neurowissenschaftler Alexander Huth, sagte in einem Interview mit *Science*: „Als es wirklich zu funktionieren begann, war unser erster Gedanke: ‚Mein Gott, das ist ein bisschen beängstigend.‘“

Heutzutage kommen nicht-invasive tragbare Gehirnscan-Geräte aus den Laboren, gelangen in Arbeitsplätze und über den riesigen globalen Verbrauchermarkt in die Wohnungen normaler Menschen.

Im Jahr 2021 sprach Jack Gallant, Professor für kognitive Neurowissenschaften an der University of California, Berkeley, in einem Interview mit dem *New Yorker* beiläufig über eine mögliche zukünftige Technologie, die er „Gedankenmütze“ nannte. Gallant arbeitet daran, eine „vollständige Funktionskarte des menschlichen Gehirns“ zu erstellen. Er stellt sich vor, dass Unternehmen 30.000 Dollar pro Jahr zahlen, damit Menschen diese Mütze tragen; die Mütze könnte Brillen mit Videofunktion und verschiedene Sensoren integrieren, um Gehirndaten zu sammeln, die entstehen, wenn der Träger im Alltag alles sieht, fühlt, hört und erlebt. Aus wissenschaftlicher Sicht liegt diese Logik auf der Hand: Stellen Sie sich vor, welche erstaunlichen neuen Daten ein solches Gerät generieren könnte, besonders wenn das Ziel eine wirklich umfassende Karte aller Funktionen des Gehirns ist. Trotzdem hatte ich beim ersten Lesen von dieser „Gedankenmütze“ instinktiv ein dystopisches Gefühl der Angst.

Es ist leicht vorstellbar, wie die Dinge sich entwickeln werden: Zuerst sind es Doktoranden, von denen viele eifrig ihre hohen Studienkredite zurückzahlen wollen und sich freiwillig als erste Probanden melden; dann breitet sich das allmählich von den Universitäten auf die Gig-Wirtschaft aus. Für Menschen, die bereits mehrere Jobs ausüben, scheint das Tragen einer „Gedankenmütze“ eine einfache Entscheidung zu sein – oder genauer gesagt, eine Entscheidung, bei der man sein gesamtes Gehirn ausliefert. Man kann durch einfaches Denken jedes Jahr 30.000 Dollar zusätzlich verdienen? Sehr bald werden unermesslich große Mengen an Gehirnaktivitätsdaten in den digitalen öffentlichen Raum einfließen. Menschen tragen tragbare Scanner und leben ihr normales Leben, während die Geräte fortwährend Informationen aus ihrem Gehirn „abbauen“. Zuerst mag das freiwillig geschehen; danach könnten die Menschen zunehmend durch die Realität dazu gezwungen werden, oder aus Verzweiflung, oder aus noch schlimmeren Gründen.

Tatsächlich werden wir beginnen, unsere neuronalen Aktivitäten an Unternehmen und Datenhändler auszuliefern, im Austausch gegen Geld, sogar nur gegen digitale Vermögenswerte oder Zugriff auf Websites, so wie wir heute persönliche Informationen und Suchpräferenzen eintauschen. Das ist ein gefährlicher Handel. Wie Yuste sagt, sollte das Bewusstsein der Zufluchtsort unserer Identität sein. „Sie müssen es schützen, dass niemand einfach hineingehen und Gehirndaten horten oder verkaufen darf.“

Das klingt vielleicht alarmierend, wie eine Szene aus einem Science-Fiction-Roman, aber es basiert auf Technologien, die bereits existieren und funktionieren. Es gibt noch keine allgemeine tragbare „Gedankenmütze“, und es könnte noch lange dauern, bis sie wirklich Realität wird, aber frühe Versionen dieses Konzepts sind bereits aufgetaucht. Die meisten aktuellen Geräte werden auf der Kopfhaut getragen und nutzen die Technik der Elektroenzephalographie (EEG), um schwache elektrische Felder zu erfassen, die entstehen, wenn Millionen von Neuronen in der Großhirnrinde feuern, und die durch den Schädel dringen. In den letzten Jahren ist EEG als Teil von Gehirn-Computer-Schnittstellen zu einem Werkzeug geworden, um psychische Zustände wie Konzentration, Ruhe, Stress und Müdigkeit zu bewerten oder sogar zu verändern.

Zum Beispiel testet das Neurotechnologie-Unternehmen Emotiv ständig ein System, das aus einem EEG-Kopfgerät und Kopfhörern besteht. Wenn Büroangestellte es tragen, überwacht das System anhand der Gehirnaktivität den ganzen Tag über ihr Konzentrationsniveau bei der Bearbeitung von Aufgaben, einschließlich der Zeitpunkte, wann die Konzentration nachlässt, wann sie abgelenkt sind und wie hoch der kognitive Stress entsprechend ist. Das Ziel ist die Steigerung von Effizienz und Produktivität: Wenn der Stress lange Zeit hoch bleibt und die Konzentration abnimmt, schlägt das System den Mitarbeitern eine Pause vor. Ursprünglich war geplant, die Daten zu anonymisieren oder nur den Mitarbeitern selbst, nicht aber den Arbeitgebern, Zugriff darauf zu gewähren – aber dieser Zustand wird wahrscheinlich nicht lange anhalten, besonders da Tan Le, CEO von Emotiv, vorhersagt, dass die Verfolgung von Gehirnaktivität am Arbeitsplatz in den nächsten 5 Jahren „ziemlich verbreitet“ sein wird.

Emotiv

EEG-Stirnbänder werden bereits zur Müdigkeitswarnung bei Lkw-Fahrern und Bergarbeitern eingesetzt und haben offensichtlich einen klaren Wert bei der Verhütung von Arbeitsunfällen. Ein besorgniserregenderer Fall stammt von BrainCo: Das Unternehmen bot chinesischen Grundschülern ein EEG-Kopfgerät namens „Focus“ an, um das Konzentrationsniveau der Schüler zu überwachen. Die Daten wurden anschließend auf die Server des Unternehmens hochgeladen, auf die Lehrer zugreifen konnten, die Schüler und ihre Eltern aber nicht. (Nachdem das *Wall Street Journal* einen entsprechenden Videobeicht veröffentlicht hatte, wurde dieses Projekt schnell eingestellt.)

Die Dubai-Polizei nutzt seit mehreren Jahren eine Technologie namens iCognative, um die Gehirne von Verdächtigen per EEG-Scan zu untersuchen und die flüchtigen schwachen Signale zu erfassen, wenn sie ein bestimmtes Objekt oder eine bestimmte Information erkennen. Es heißt, in einem Fall zeigte die Polizei einem Mordverdächtigen Bilder der Tatwaffe, woraufhin seine Gehirnwellen unkontrollierte Spitzen aufwiesen. Angesichts dieser Daten gestand er sofort. Allein durch seine geistige Aktivität hat er sich selbst verraten. Mit anderen Worten: Er wurde von der „Gedankenpolize