Die Vorstellung, Gedanken direkt von Gehirn zu Gehirn zu übertragen, schien lange Zeit reine Science-Fiction zu sein. Doch jüngste Fortschritte in der Neurotechnologie und den Neurowissenschaften rücken diese Vision in greifbare Nähe. Dieser Artikel beleuchtet den aktuellen Stand der Forschung, die potenziellen Anwendungen und die ethischen Implikationen der Gedankenübertragung über das Internet.
Von Ratten lernen: Die Grundlagen der Gehirn-zu-Gehirn-Kommunikation
US-amerikanische Forscher haben bahnbrechende Experimente mit Ratten durchgeführt, die zeigen, dass eine direkte Kommunikation zwischen Gehirnen prinzipiell möglich ist. Dabei wurden die Gehirne zweier Ratten per Kabel und Internet miteinander verbunden, sogar über tausende von Kilometern hinweg. Wenn Ratte 1 eine Aufgabe korrekt löste, erhielt Ratte 2 das entsprechende Gedankensignal und wählte ebenfalls die richtige Lösung.
Diese Experimente bauen auf früheren Studien auf, die bereits gezeigt haben, dass das Gehirn von Menschen und Tieren Signale auswerten kann, die ihm von außen über Mikroelektroden zugeführt werden. So konnten Forscher beispielsweise die elektrischen Impulse eines Infrarotsensors in das Tastzentrum einer Ratte leiten, wodurch diese die für normale Augen unsichtbare Strahlung als eine Art Berührung wahrnehmen konnte.
Das Ratten-Experiment im Detail
Um die Gehirn-zu-Gehirn-Kommunikation zu testen, pflanzten die Forscher Ratten feine Elektroden in den motorischen Cortex ein, den Bereich der Hirnrinde, der Bewegungen kontrolliert. Die Tiere wurden darauf trainiert, in einem Käfig mit zwei Hebeln immer denjenigen zu drücken, über dem ein Licht aufleuchtete.
Anschließend wurden die Elektroden im Gehirn jeweils zweier Ratten miteinander verkoppelt. Wenn die "Sender"-Ratte auf das Lichtsignal hin den korrekten Hebel drückte, wurde ihre Hirnaktivität per Kabel in das Gehirn ihres Partners geleitet. Die "Empfänger"-Ratte hatte zwar in ihrem Käfig die gleichen Hebel, aber kein Lichtsignal.
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Überraschenderweise drückten die Empfänger-Ratten in rund 70 Prozent der Versuche den richtigen Hebel. Dies war deutlich mehr als bei zufälliger Verteilung und deutete auf eine erfolgreiche Kommunikation zwischen den verbundenen Gehirnen hin.
Die Kommunikation funktionierte in beide Richtungen: Nur wenn die zweite Ratte ihre Aufgabe richtig löste, bekam ihr Partner eine weitere Belohnung und damit ein positives Feedback. Dies führte zu einer echten Kollaboration zwischen den beiden Partnern.
Gedankenübertragung über große Distanzen
Um zu testen, ob die Gedankenübertragung auch auf große Distanzen hinweg funktioniert, wurde eine Ratte an einem Forschungsinstitut in Brasilien zum "Sender" ausgebildet. Über das Internet wurden ihre Gehirnsignale beim Lösen der Hebelaufgabe über mehr als tausend Kilometer hinweg nach Durham in den USA geschickt. Dort speisten die Forscher diese Signale über eine Elektrode wieder in das Gehirn einer Empfänger-Ratte ein - und diese drückte fast genauso oft den richtigen Hebel wie bei der Übertragung vom Nachbarkäfig.
Diese Experimente belegen, dass eine echte Verkopplung von Gehirnen selbst über große Entfernungen hinweg möglich ist. Inzwischen arbeiten die Forscher bereits daran, mit dieser Technik auch Gehirn-Netzwerke mit mehr als zwei Tieren zu erstellen.
Neurable und die Vision der Gedankensteuerung
Das Start-up Neurable aus Cambridge in Massachusetts arbeitet an einem Hirn-Computer-Interface, das Gedanken liest und umsetzt. Das helmartige Gerät funktioniert per EEG, weil schon die Vorstellung einer Bewegung oder eines Worts messbare Veränderungen der elektrischen Hirnaktivität auslöst.
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"Das System arbeitet nicht reaktiv, sondern proaktiv", sagt Neurable-Gründer und Chef Ramses Alcaide. "Es kann die Information aus dem Gehirn schon ablesen, bevor ich überhaupt weiß, dass ich etwas tun will."
Neurable will ein Gerät entwickelt haben, das deutlich bequemer ist und ohne Gel auskommt, die Elektroden auf der Kopfhaut funktionieren auch trocken. Eingebaut ist auch Technik, die die Augenbewegungen auswertet. Nach dem noch vergleichsweise klobigen Helm arbeitet Neurable nun an einem winzigen Utensil, das man im Ohr tragen kann.
Anwendungen der Brain-Computer-Interfaces
Laut Firmenchef Alcaide liegen die größten Chancen seiner Erfindung nicht in Computerspielen, sondern in völlig "langweiligen" Anwendungen wie in Fabriken. Denkbar wäre zum Beispiel, dass ein Arbeiter von einem sicheren Ort aus per Gedankenübertragung einen Industrieroboter steuert. Auch die Kommunikation zwischen Menschen will Neurable revolutionieren - Gedankenübertragung werde Wirklichkeit. "Nur durch Denken könnte man zum Beispiel eine Textnachricht verschicken", sagt Alcaide.
Solch eine Technik wäre ein kaum vorstellbarer Fortschritt auch für körperlich Behinderte wie den Physiker Stephen Hawking, der nicht mehr selbst sprechen konnte und bis zu seinem Tod einen Spracherkennungs- und Sprech-Computer mit winzigen Bewegungen seiner Wangenmuskeln steuerte.
Meta und die Dekodierung von Gedanken in Echtzeit
Meta hat in einem 2-Millionen-Dollar-Forschungsprojekt ein System entwickelt, das Gedanken über eine nicht-invasive Gehirnkappe erkennen kann. Die Kappe nutzt einen Magnetscanner, der magnetoenzephalografische (MEG) Signale erfasst. Diese Signale entstehen durch die elektrischen Impulse im Gehirn, die beim Denken oder inneren Sprechen ausgelöst werden.
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Die MEG-Signale werden in Echtzeit von einem tiefen neuronalen Netzwerk verarbeitet. Das Netzwerk ist darauf trainiert, wiederkehrende Muster in den Signalen zu erkennen und in Text zu übersetzen. Erste Tests zeigten, dass das System in der Lage war, Gedanken mit einer Genauigkeit von bis zu 90 Prozent zu dekodieren, wobei eine durchschnittliche Reaktionszeit von weniger als einer Sekunde erreicht wurde.
Dieses System bietet nicht nur neue Einblicke in die Gehirnaktivität, sondern könnte auch Menschen mit Sprachbarrieren oder motorischen Einschränkungen helfen, sich besser auszudrücken.
Metas ursprüngliches Ziel und die Abkehr von invasiven Methoden
Meta hatte ursprünglich ein System in Entwicklung, das es Nutzern ermöglichen sollte, direkt aus ihren Gedanken zu tippen. Ziel war es, ein sogenanntes „Brain-Computer-Interface“ (BCI) zu schaffen, das die Gehirnaktivität in Text umwandeln kann, ohne dass physische Eingabegeräte wie Tastaturen oder Touchscreens notwendig sind. Das System sollte mithilfe von Elektroden, die in den Kopf implantiert werden, die Gedanken des Nutzers erfassen und in digitale Eingaben übersetzen.
Jedoch entschied Meta, den ursprünglichen Plan aufzugeben und auf eine nicht-invasive Methode umzuschwenken. Ein Grund für die Änderung der Richtung war, dass die Technologie noch nicht ausgereift genug war, um verlässlich und präzise genug zu arbeiten. Zudem gab es ethische Bedenken hinsichtlich des invasiven Charakters von Gehirnimplantaten.
Die Zukunft der Gedankenübertragung: Chancen und Risiken
Stellen wir uns das Jahr 2050 vor: Wie könnte sich ein solches System weiterentwickeln, zum Wohl oder zur Gefahr für uns Menschen?
Vorteile für den Menschen
- Barrierefreiheit und Inklusion: Menschen mit körperlichen Einschränkungen könnten durch direkte Gehirn-Computer-Interaktion vollständig in die digitale Welt integriert werden.
- Medizinische Fortschritte: Gehirn-Computer-Schnittstellen könnten zur Behandlung neurologischer Erkrankungen eingesetzt werden.
- Produktivität und Effizienz: Gedanken könnten in Echtzeit in digitale Form umgewandelt werden, was die Produktivität in vielen Bereichen auf ein neues Niveau heben würde.
Gefahren und Risiken
- Privatsphäre und Kontrolle: Ein solches System könnte theoretisch Gedanken „lesen“ und sogar manipulieren.
- Missbrauch durch Dritte: Der Zugriff auf das Gehirn eines Menschen könnte für kriminelle oder böswillige Zwecke missbraucht werden.
- Gesellschaftliche Spaltung: Der Zugang zu dieser Technologie könnte ungleich verteilt sein.
- Abnahme der geistigen Fähigkeiten: Eine starke Abhängigkeit von Maschinen zur Ausführung selbst grundlegender kognitiver Aufgaben könnte langfristig zu einer Abnahme der geistigen Fähigkeiten führen.
Neuralink und Elon Musks Vision von Gehirn-Chips
Das Unternehmen "Neuralink" von Elon Musk forscht seit 2016 an Gehirnimplantaten, die das menschliche Gehirn mit Computern vernetzen sollen. Anfang des Jahres ging die Meldung um die Welt, dass Neuralink zum ersten Mal einem Patienten einen Chip im Gehirn eingesetzt hat. Der Patient, Noland Arbaugh, konnte online Schach am Laptop spielen und den Mauszeiger offenbar nur mit seinen Gedanken bewegen.
Musk verspricht, dass dieselbe Technik künftig ermöglichen würde, dass Menschen nur mit Gedanken direkten Zugriff auf Computer und Künstliche Intelligenz (KI) haben. Er prophezeite bereits 2017, dass Menschen sich in Zukunft über einen Chip telepathisch unterhalten könnten.
Wie funktionieren Gehirn-Chips?
Das menschliche Gehirn beherbergt rund 86 Milliarden Neuronen, die durch Synapsen miteinander verbunden sind. Wann immer wir uns bewegen, fühlen oder denken, wird ein winziger elektrischer Impuls erzeugt und blitzschnell von einem Neuron zum anderen gesendet. Diese elektrischen Felder können gemessen werden und stellen ein Abbild unserer Gedanken dar. Weil bestimmte Gedanken mit charakteristischen Mustern einhergehen, kann man Computer lernen lassen, aus diesen Mustern Rückschlüsse auf unsere Gedanken zu ziehen.
Die Ziele der Forscher
Aktuell liegt der Fokus noch auf medizinischen Anwendungen, beispielsweise, um Lähmungen oder komplexe neurologische Erkrankungen zu behandeln. Künftig könnten auch manche blinde Menschen von der Forschung profitieren. Ein Chip könnte möglicherweise die Aufgabe einer defekten Sehrinde übernehmen und so rudimentäres Sehen ermöglichen.
Die Skepsis der Wissenschaftler
Mit Gedanken einen Computer zu steuern ist das eine. Fraglich ist, ob es irgendwann auch gelingen wird, dass eine solche Schnittstelle auch umgekehrt funktioniert. Dass komplexe Informationen aus einem Computer ins Gehirn übertragen werden können, halten einige Neurologen für unrealistisch.
Die ethischen und gesellschaftlichen Implikationen
Die Entwicklung der Gedankenübertragungstechnologie wirft eine Reihe ethischer und gesellschaftlicher Fragen auf:
- Privatsphäre: Wer hat Zugriff auf unsere Gedanken? Wie können wir uns vor dem Auslesen unserer Gedanken schützen?
- Autonomie: Können unsere Gedanken manipuliert werden? Wie können wir unsere geistige Freiheit bewahren?
- Gleichheit: Wird diese Technologie für alle zugänglich sein? Oder wird sie die soziale Ungleichheit verstärken?
- Identität: Was bedeutet es, Mensch zu sein, wenn unsere Gedanken mit Maschinen verschmelzen?
Es ist wichtig, diese Fragen frühzeitig zu diskutieren und регуляторische Rahmenbedingungen zu schaffen, die sicherstellen, dass die Gedankenübertragungstechnologie zum Wohle der Menschheit eingesetzt wird.