„Soziales Netzwerk“ 02.11.2018, 16:37 Uhr

Gehirne lösen Aufgaben gemeinsam: Mittels Hirn-zu-Hirn-Interface

Mit einem Hirn-zu-Hirn-Interface ist es Forschern von der University of Washington in Seattle gelungen, mehrere Gehirne direkt zu verbinden. Ihre Probanden arbeiteten zusammen an Problemlösungen.

Man sieht eine Gehirns (Animation), das Nervenimpulse in die Umgebung versendet.

Bisher war die Zusammenarbeit verschiedener Gehirne nur indirekt via Maus und Tastatur möglich. Forschern um Andrea Stocco von der University of Washington in Seattle ist es jetzt gelungen, mehrere Gehirne durch ein Hirn-zu-Hirn-Interface direkt zu verbinden.

Foto: panthermedia.net/ktsdesign

Kollektive Intelligenz, auch Gruppen- oder Schwarmintelligenz genannt, ist eine der wichtigsten Strategien der Kollaboration. Menschen mit unterschiedlichem Wissen lösen Aufgaben gemeinsam. Sie verbinden sich über Netzwerke, die wie ein großes Nervensystem funktionieren. Die Zusammenarbeit war bisher nur über Umwege wie Maus und Tastatur möglich. Forschern um Andrea Stocco von der University of Washington in Seattle ist es jetzt gelungen, mehrere Gehirne direkt zu verbinden. In diesem „sozialen Netzwerk“ werden Aufgaben gemeinsam gelöst.

Bekannte Technologien schaffen neue Möglichkeiten

Die Basis ist BrainNet, ein Hirn-zu-Hirn-Interface, das mehrere Personen verbindet. Hier kommt längst bekannte Hardware zum Einsatz: Elektroenzephalographen (EEG) zeichnen Hirnaktivitäten nicht invasiv durch die Schädeldecke auf und leiten die Signale an die Steuereinheit weiter. Und mit der transkraniellen Magnetstimulation (TMS) lassen sich über starke Magnetfelder Bereiche des Gehirns nicht invasiv stimulieren oder hemmen. Beide Technologien kommen in medizinischem Kontext bereits zum Einsatz.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Tagueri AG-Firmenlogo
Teamleitung im Bereich Diagnose (m/w/d) Tagueri AG
Hamburg Zum Job 
Tagueri AG-Firmenlogo
(Junior) Consultant Funktionale Sicherheit (m/w/d) Tagueri AG
Hamburg Zum Job 
Tagueri AG-Firmenlogo
Consultant Systems Engineering (m/w/d) Tagueri AG
Hamburg Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieure - Schwerpunkt konstruktiver Ingenieurbau für die Bauwerksprüfung nach DIN 1076 (m/w/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Hamburg Zum Job 
Funkwerk AG-Firmenlogo
Techniker / Ingenieur im Engineering Vertrieb (m/w/d) Funkwerk AG
deutschlandweit Zum Job 
ITW Fastener Products GmbH-Firmenlogo
Technische:r Vertriebsingenieur:in für VW ITW Fastener Products GmbH
Creglingen-Münster Zum Job 
Framatome GmbH-Firmenlogo
Senior Project Quality & OPEX Manager (m/w/d) Framatome GmbH
Erlangen Zum Job 
Rheinmetall Electronics GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur Kältemittelverdichter (m/w/d) Rheinmetall Electronics GmbH
Forschungszentrum Jülich GmbH-Firmenlogo
Ingenieur für Gebäudeausrüstung / Versorgungstechnik (w/m/d) Forschungszentrum Jülich GmbH
Jülich bei Köln Zum Job 
Rheinmetall Electronics GmbH-Firmenlogo
Projektmanager technische Entwicklungsaktivitäten (m/w/d) Rheinmetall Electronics GmbH
Neckarsulm Zum Job 
Rheinmetall Electronics GmbH-Firmenlogo
Elektronikentwickler (m/w/d) Rheinmetall Electronics GmbH
Diehl Aerospace GmbH-Firmenlogo
Ingenieur / Entwicklungsingenieur (m/w/d) Avionik (System) Diehl Aerospace GmbH
Nürnberg, Überlingen, Frankfurt am Main, Rostock Zum Job 
Stadtwerke Verkehrsgesellschaft Frankfurt am Main mbH-Firmenlogo
Teamleitung Haltestellen und Stationen (d/m/w) Stadtwerke Verkehrsgesellschaft Frankfurt am Main mbH
Frankfurt am Main Zum Job 
Lahnpaper GmbH-Firmenlogo
Leitung Entwicklungslabor (m/w/d) Lahnpaper GmbH
Lahnstein Zum Job 
Energieversorgung Halle Netz GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur - Fernsteuerung Energienetze (m/w/d) Energieversorgung Halle Netz GmbH
Halle (Saale) Zum Job 
Riedel Bau-Firmenlogo
Energieberater / Auditor (m/w/d) Riedel Bau
Schweinfurt Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur (w/m/d) Elektro- / Kommunikationstechnik Die Autobahn GmbH des Bundes
Frankfurt am Main Zum Job 
RENOLIT SE-Firmenlogo
Ingenieur / Techniker (m/w/d) für Automatisierungstechnik RENOLIT SE
Frankenthal Zum Job 
SWM Services GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur*in im digitalen Messwesen (m/w/d) SWM Services GmbH
München Zum Job 
IPH Institut "Prüffeld für elektrische Hochleistungstechnik" GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Instandhaltung (m/w/d) IPH Institut "Prüffeld für elektrische Hochleistungstechnik" GmbH

BrainNet lässt Tetris im Labor spielen

Im Experiment wurden mit der Schnittstelle 3 Teilnehmer verbunden. Sie lösten durch direkte Kommunikation ihrer Gehirne Aufgaben. 2 der 3 Probanden fungierten als „Sender“ und sahen den Bildschirm eines Tetris-ähnlichen Computerspiels. Ihre Hirnsignale wurden mit Hilfe der Echtzeit-EEG-Datenanalyse dekodiert. Aus den Signalen extrahiert ein Computer Entscheidungen darüber, ob im Spiel ein Block gedreht werden soll, bevor er fallen gelassen wird, um eine Zeile zu füllen.

Die Entscheidungen der Sender wurden an das Gehirn eines Dritten, des „Empfängers“, übertragen, der den Spielbildschirm nicht vollständig sehen kann. Er nimmt Blöcke des Tetris-Spiels wahr, ohne zu erkennen, ob diese zu drehen sind. Magnetfelder des TMS stimulieren auf Basis von Signalen seinen okzipitalen Kortex. Diese Gehirnstruktur verarbeitet normalerweise visuelle Impulse und bildet unser Sehzentrum. Der Empfänger löst schließlich eine Aktion aus.

BrainNet: Probanden erkennen gute und schlechte Sender

Eine zweite Runde des Spiels gab den „Sendern“ die Chance, Aktionen des „Empfängers“ per Feedback zu validieren. 5 Gruppen von 3 Probanden nutzten BrainNet erfolgreich, um die Tetris-Aufgabe mit einer durchschnittlichen Genauigkeit von 81 % durchzuführen.

In einem weiteren Experiment haben die Forscher die Qualität von Signalen einzelner Sender durch Störsignale bewusst verschlechtert. Sie wollten sehen, wie sich Fehler auf die Kommunikation auswirken. Überraschend stellten sie fest, dass die Empfänger in der Lage waren, herauszufinden, welcher Sender zuverlässig war – und welcher nicht. Hier waren nur die ans Gehirn übermittelten Informationen von Belang, um zwischen falsch und richtig zu unterscheiden.

Bedeutende Schritte der Neuroforschung

Die aktuellen Ergebnisse sind eine Weiterentwicklung auf Basis früherer Experimente. Bereits im Jahr 2013 gelang es US-Neuroforschern, die Gehirne zweier Ratten über implantierte Elektroden miteinander zu verbinden. Ein Tier war der „Sender“. Seine Signale – etwa einen Hebel im Käfig zu drücken – wurden nach der digitalen Aufbereitung an den „Empfänger“ übertragen. Die zweite Ratte führte alle Schritte identisch aus.

Bald darauf hatten Neurobiologen mit nicht invasiven Verfahren Erfolg. Ihnen gelang es, nicht invasive Verbindungen zweier menschlicher Gehirne aufzubauen. Ein Forscher steuerte mit seinen Gedanken die Hand seines Kollegen, um beispielsweise einen Befehl auf der Computertastatur auszuführen. Dieses Konzept soll jetzt in Richtung eines echten „sozialen Netzwerks“ mit vielen Teilnehmern erweitert werden.

Ein Beitrag von:

  • Thomas Kresser

    Thomas Kresser ist Biologe und ausgebildeter Journalist. Er arbeitet unter anderem für das VDI Technologiezentrum, das Medizinportal NetDoktor, die Ärzteplattform Esanum und die Bauer Media Group. Thomas Kresser war Chefredakteur/stellv. Chefredakteur von DocCheck, Lifeline, Medscape und Onmeda. Er ist Gründer und Gesellschafter von ContentQualitäten. Seine Schwerpunkte: Biowissenschaften, Medizin, Nachhaltigkeit, Klimaschutz, Digital Health

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.