Gedanken steuern Maschinen
Schlaue Ratten lassen für sich arbeiten. Mit dem richtigen Equipment brauchen sie bloß an eine Bewegung zu denken und sofort führt sie ein ¿NeuroRobot¿ aus.
Die Forscher rund um John Chapin und Miguel Nicolesis von der Hahnemann School of Medicine in Philadelphia, USA, entwickelten eine Steuerung, mit der Ratten allein durch ihre Hirnströme einen Roboterarm in Gang setzen konnten.
Ein Durchbruch auf dem Weg zur perfekten Prothese?
NeuroRobotics
Es ist nicht neu, daß Nervensignale zur Steuerung von Maschinen
verwendet werden. NeuroRobots mußten sich jedoch bisher meist auf
die groben Aufzeichnungen von Signalen aus Muskeln oder von der
Kopfhaut verlassen. Erst durch die genaue Analyse von Nervensignalen
direkt im Gehirn wird es möglich, eine Maschine durch Gedanken exakt
zu steuern
John Chapins LaborWegweisender Laborversuch
Im ersten Schritt dressierten die Forscher Ratten darauf, per Pfotendruck einen Roboterarm zu bewegen, der sie mit einem Tropfen Wasser belohnte.
Die Gehirnaktivitäten, die für diese Bewegung verantwortlich sind, wurden abgeleitet und mit Hilfe von neuronalen Netzen analysiert. Neu ist, daß aufgrund dieser Analyse Signale von bis zu 25 Neuronen im motorischen Cortex gleichzeitig beobachtet wurden. Bisher arbeitete man nur mit den Signalen einzelner Neuronen.
Es wurde ein Aktivitätsmuster der motorischen Hirnregionen angelegt, die für diese Bewegung verantwortlich sind. Mit diesen Informationen gelang es den Forschern, den Roboterarm direkt und ohne Pfotendruck zu dirigieren.
Schlaue Ratten
Zwei Drittel der Versuchstiere kamen diesem Trick auf die
Schliche und hörten auf, mit den Pfoten zu drücken. Sie steuerten
den Roboterarm lediglich durch ihre Vorstellungskraft und die
Aktivität ihrer Hirnzellen. Kaum dachten sie daran auf den Hebel zu
drücken, setzte sich auch schon der Roboterarm in Bewegung und
belohnte sie mit einem Tropfen Wasser.
John Zeleks Robotics LinksFreehandBrowsen?
Es ist noch ein weiter Weg von der einfachen Bewegung eines mechanischen Gelenks bis zum voll funktionstüchtigen künstlichen Arm.
Neue Ableitungstechniken und mathematische Berechnungsmethoden werden notwendig sein, um diese Technik auch für den Menschen nutzen zu können. Chapins Experiment könnte jedoch richtungsweisend für neue Entwicklungen bei Prothesen, aber auch ¿mauslosen¿ Computern werden.
Medizinische Prothesen könnten viel feiner gesteuert werden und weit komplexere Aufgaben ausführen. Wie eben zum Beispiel ein menschlicher Arm. Und der ¿mauslose¿ Computer, bei dem man nur ans Browsen und Klicken denken muß, um im Internet zu surfen, gäbe endlich wieder beide Hände frei.
NatureNeuroscience