Am Donnerstag wurde in Peking der weltweit erste Versuch mit einer Gehirn-Computer-Schnittstelle (brain-computer interface, BCI) an Primaten erfolgreich abgeschlossen, wie das Sprachrohr der Kommunistischen Partei Global Times berichtet. Dem Blatt zufolge signalisiert der Erfolg, "dass Chinas BCI-Technologie ein international führendes Niveau erreicht hat". Die Hirnforschung ist eine Front im Technologiekrieg zwischen China und den USA.
Durch einen minimalinvasiven Eingriff wurde ein Elektroenzephalograph an der Hirngefäßwand eines Affen befestigt, woraufhin Techniker die Signale des Elektroenzephalographen (EEG) identifizieren und sammeln konnten. Auf der Grundlage dieser Signale wurde die aktive Steuerung eines mechanischen Arms erreicht. Ma Yongjie, der an dem BCI-Experiment beteiligt ist, zufolge basierte das Experiment auf einem früheren Versuch mit Schafen.
Der erfolgreiche Abschluss des Experiments stellt einen "Sprung nach vorn" in Chinas EEG-Signaltechnologien dar, von der passiven Erfassung zur aktiven Steuerung, so ein Bericht der Pekinger Parteizeitung Beijing Daily. Er markiert auch einen Durchbruch in einer Reihe von Technologien, einschließlich der Erfassung von EEG-Signalen in Blutgefäßen und der Identifizierung von EEG-Eingriffen.
Gehirn-Computer-Schnittstelle: Drei verschiedene Technologien
Das Experiment stand unter der Leitung des Teams von Professor Duan Feng von der Nankai-Universität und wurde gemeinsam von dem Chinese People's Liberation Army General Hospital und der Shanghai HeartCare Medical Technology Co. Interventionelle BCI, invasive BCI und nicht-invasive BCI sind die drei wichtigsten Technologien, die in diesem aufstrebenden biowissenschaftlichen Sektor erforscht und entwickelt werden.
Ein Manager eines chinesischen Unternehmens für BCI-Geräte, der anonym bleiben wollte, sagte der Global Times, dass die USA, vertreten durch das vom Tesla-Chef Elon Musk gegründete Technologieunternehmen Neuralink, dank eines frühen Starts einen klaren Vorsprung bei der invasiven BCI-Technologie haben. China ist bei der nicht-invasiven Technologie führend, da es bei der Dekodierung und den Anwendungen von Gehirn-Computer-Systemen eine Vorreiterrolle spielt.
"Im Bereich der invasiven BCI ist der Rückstand Chinas gegenüber der ausländischen Konkurrenz recht groß. Vor diesem Hintergrund könnte der Durchbruch im Bereich der invasiven BCI eine große Aufholjagd gegenüber der ausländischen Konkurrenz sein", so der Manager.
Bei der invasiven BCI-Technologie wird in der Regel eine Kraniotomie durchgeführt, um Elektroden im Bereich der Großhirnrinde zu installieren. Dies führt zwar zu den genauesten EEG-Werten unter den drei Technologien, aber eine solche invasive Methode würde den menschlichen Körper unweigerlich schädigen und könnte zu einer Entzündungsreaktion und Abstoßung führen, so Brancheninsider.
Lesen von Gedanken soll möglich werden
Bei der nicht-invasiven Technologie wird das EEG über das Epikranium abgeleitet, was im Vergleich zur invasiven Methode viel sicherer ist, aber das abgeleitete EEG ist von minderer Qualität. Die interventionelle BCI liegt irgendwo dazwischen, da sie die Verbindung zwischen Gehirn und Computer durch einen minimal-invasiven chirurgischen Eingriff herstellt, ähnlich wie ein Herzstent.
Ma sagte, dass es fünf Jahre oder sogar noch länger dauern werde, bis die interventionelle BCI-Technologie für den klinischen Einsatz ausgereift sei, berichtete Beijing Daily. "Der Abschluss der Tierversuche ist ein bahnbrechender Fortschritt und ein Schritt von Null auf Eins. Aber es liegt noch ein langer Weg vor uns, denn [die Entwicklung der Technologie] für die klinische Anwendung ist ein langwieriger Prozess von eins bis 100."
In der nächsten Phase wird das Team das Elektrodendesign optimieren, die Sicherheit und Zuverlässigkeit der im Körper der Tiere installierten Geräte langfristig überprüfen sowie die gesammelten EEG-Daten weiter analysieren und verarbeiten. Ma sagt, dass bestimmte Szenen aus Science-Fiction-Filmen wie die direkte Anzeige der Gedanken von Menschen und das Lenken von Fahrzeugen mit Hilfe des Bewusstseins möglich sind, aber das würde noch eine ganze Weile dauern.
Im Jahr 2020 implantierten chinesische Wissenschaftler erfolgreich zwei Mikroelektroden in das Gehirn eines 72-jährigen Patienten, dessen Körper vom Hals abwärts gelähmt war, wodurch sein zentrales Nervensystem mit einem mechanischen Arm verbunden wurde. Nach der Operation war er in der Lage, den Arm durch natürliche Signale seines Gehirns zu steuern. Ma sagte, dies sei die bisher fortschrittlichste klinische BCI-Anwendung in China gewesen.
