Elon Musks Firma Neuralink sorgte für Aufsehen, als sie erstmals einen Chip in das Gehirn eines Menschen einsetzte. Ziel ist es, einen Kommunikationsweg zwischen Computer und dem menschlichen Gehirn zu schaffen, eine Technologie, die als Brain-Computer-Interface (BCI) bekannt ist. Doch was steckt wirklich hinter dieser Technologie, welche Ziele verfolgt Neuralink, und wie sicher ist der Eingriff? Dieser Artikel beleuchtet die wichtigsten Fragen rund um die Gehirn-Maschine X und ihre Funktionen.
Was ist Neuralink?
Neuralink wurde 2016 von Elon Musk zusammen mit sieben Forschern und Ingenieuren gegründet. Das Unternehmen hat sich zum Ziel gesetzt, eine Schnittstelle zwischen dem menschlichen Gehirn und Computern zu entwickeln. Diese Technologie, bekannt als Brain-Computer-Interface (BCI), soll es ermöglichen, Gedanken zu lesen und Computer ohne physische Interaktion zu steuern.
Wie funktioniert das Neuralink-Implantat?
Das Neuralink-Implantat ist ein Chip, der operativ in das Gehirn des Patienten eingesetzt wird. Ein spezieller Roboter verbindet die extrem feinen Elektroden des Implantats direkt mit dem Hirngewebe. Der Chip selbst ist etwa so groß wie eine Ein-Euro-Münze und wird von einer Lithiumbatterie betrieben, die kabellos aufgeladen werden kann. Er besteht aus insgesamt 1024 Elektroden, die an sehr dünnen Fäden befestigt sind.
Im Gehirn überwacht das Implantat die Aktivitäten Tausender Neuronen. Ziel ist es, dass der Chip mithilfe der gesammelten Informationen zur neuronalen Aktivität konkrete Befehle an Endgeräte wie Smartphones sendet. Die gemessenen elektrophysiologischen Muster stellen dabei ein Abbild der Gedanken dar.
Was soll der Neuralink-Chip bewirken?
Neuralink erhofft sich, mit dem Gehirnchip komplexe neurologische Krankheiten wie Demenz, Blindheit, Depression, Parkinson und Schizophrenie zu behandeln. Elon Musk erwähnte, dass der erste Chip, genannt "Telepathy", zunächst für Menschen gedacht sei, die die Kontrolle über ihre Gliedmaßen verloren haben. "Telepathy" soll es ermöglichen, ein Handy oder einen Computer mit den Gedanken zu steuern.
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Gibt es andere Unternehmen, die an Gehirnchips arbeiten?
Ja, es gibt mehrere Unternehmen und Forschungseinrichtungen, die an BCIs arbeiten. Blackrock Neurotech hat beispielsweise bereits seit 2016 einen Chip im Einsatz. Der US-Amerikaner Nathan Copeland erhielt ein Implantat, das mit Sensoren seiner Roboterhand verbunden ist und ihm ermöglicht, Berührungen zu fühlen.
Die australische Firma Synchron, unterstützt von Jeff Bezos und Bill Gates, arbeitet ebenfalls an BCIs, wobei sie im Gegensatz zu vielen Konkurrenten den Chip nicht am offenen Schädel einsetzt, sondern durch Blutgefäße in das Gehirn transportiert.
Auch an sogenannten Brain-Spine-Interfaces (BSIs) wird geforscht, die die Kommunikation zwischen Gehirn und Wirbelsäule bei Querschnittsgelähmten ermöglichen sollen.
Ist der Neuralink-Chip sicher?
Jede Gehirnoperation birgt Risiken, von Blutungen bis hin zu dauerhaften neurologischen Schäden. Die US-Arzneimittelbehörde FDA hatte zunächst Bedenken hinsichtlich der Lithiumbatterie und der Möglichkeit, den Chip im Notfall ohne Beschädigung des Hirngewebes zu entfernen. Im Jahr 2022 lehnte die FDA den ersten Antrag von Neuralink für Tests an Menschen ab. Warum die FDA im Mai 2023 schließlich ihre Meinung änderte, ist unklar.
Die vorherigen Tierversuche von Neuralink werfen ebenfalls Fragen auf. Es gab Berichte, dass einige Affen während der Tests Hirnödeme und Lähmungen erlitten und eingeschläfert werden mussten.
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Wie geht es mit Neuralinks Chip weiter?
Ob Neuralink mit seinem Chip Erfolg haben wird, lässt sich erst in einigen Jahren beurteilen. Die klinische Studie ist auf sechs Jahre ausgelegt. In dieser Zeit wird Neuralink das System mit dem Probanden und weiteren Studienteilnehmern trainieren.
Weitere Entwicklungen und Perspektiven
Die Forschung im Bereich der Gehirn-Computer-Schnittstellen hat in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht. Wissenschaftler haben Affen beigebracht, Roboterarme allein mit ihren Gedanken zu steuern und sogar zwei virtuelle Gliedmaßen gleichzeitig zu kontrollieren. Diese Fortschritte eröffnen neue Möglichkeiten für Menschen mit Behinderungen und könnten in Zukunft auch militärische Anwendungen finden.
Ein Problem bei komplexen Aufgaben wie der Steuerung zweier Arme sind die notwendigen Implantate, die das Risiko von Infektionen bergen. Es gibt zwar auch nicht-invasive Methoden, Hirnsignale abzugreifen, aber diese sind oft weniger präzise.
Künstliche Synapsen und Neurotechnologie
Forscher arbeiten auch an künstlichen Synapsen, um die Kommunikation zwischen Nervenzellen im Gehirn zu verbessern. Diese Technologie könnte insbesondere für die Behandlung von Parkinson-Erkrankungen von Bedeutung sein. Bei der Tiefen Hirnstimulation (THS) werden Elektroden ins Gehirn geschoben, um bestimmte Hirnareale elektrisch zu stimulieren und so die Symptome von Parkinson zu lindern.
Katarzyna Krukiewicz und ihr Team forschen an winzigen Kapseln, die als Synapsenersatz an beschädigte Nervenzellen implantiert werden sollen. Diese Kapseln sollen Botenstoffe freisetzen und so die Kommunikation der Nervenzellen wiederherstellen.
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Ethische Bedenken
Die Entwicklung von Gehirn-Computer-Schnittstellen wirft auch ethische Fragen auf. Es besteht die Sorge, dass diese Technologien gehackt oder zur Fremdsteuerung des Gehirns missbraucht werden könnten. Auch die Frage, ob der Zugewinn an Lebensqualität für die Patienten die Risiken des Eingriffs rechtfertigt, muss diskutiert werden.
Der Neurologe Wolf-Julian Neumann betont, dass ethische Bedenken immer im Kontext der individuellen Therapie zu berücksichtigen sind. Der Neurochirurg Volker Coenen ergänzt, dass die mögliche Impulsivität durch die THS für das größte ethische Problem hält.
KI und Brain-Computer-Interfaces
Künstliche Intelligenz (KI) spielt eine immer größere Rolle bei der Entwicklung von Brain-Computer-Interfaces. KI-Algorithmen können die von den Implantaten gesammelten Daten analysieren und in konkrete Befehle für die Steuerung von Computern oder anderen Geräten übersetzen.
Am Mannheimer Zentrum für Neuromodulation und Neuroprothetik wurde eine neue Arbeitsgruppe für „Neuro-KI und Gehirn-Computerschnittstellen“ eingerichtet, um die großen Chancen von KI in der Medizin und der Hirnforschung zu nutzen.
Energieeffizienz und neuromorphe Module
Das menschliche Gehirn führt jede Sekunde etwa 10 000 Milliarden Rechenoperationen durch und verbraucht dabei nur 20 Watt. Forscher arbeiten daran, diese Effizienz in künstlichen neuronalen Netzwerken nachzubilden. Wissenschaftler der Stanford University haben ein elektrochemisches Schaltmodul aus flexiblen, halbleitenden Kunststoffen entwickelt, das nur wenige Pikojoule an Energie benötigt.
Forscher der University of Massachusetts Amherst haben künstliche Neuronen entwickelt, die den elektrischen Funktionen biologischer Neuronen sehr ähnlich sind und bereits auf Spannungen von 0,1 Volt reagieren.