Zukunftswelten 30.10.2009, 19:43 Uhr

Hightech „verbessert“den Menschen  

Die Technik greift immer tiefer in das System Mensch ein: Über Gehirnströme kann er schreiben, Roboter steuern und Implantate bewegen. Prothesen lassen Blinde zumindest wieder Konturen erkennen. Neueste Verfahren – auch Human Enhancement Technologies genannt – können sogar dazu beitragen, dass der Mensch über sich hinauswächst. VDI nachrichten, Düsseldorf, 30. 10. 09, moc

Der Patient trägt eine Kappe mit Dutzenden Sensoren auf dem Kopf, auf dem Bildschirm vor ihm erscheinen Buchstaben, die sich zu einem Wort formen. Die Sensorkappe nimmt die Hirnströme in Form eines Elektroenzephalogramms ab, diese Signale werden verstärkt und in Steuerungssignale umgewandelt. Über seine Hirnströme bewegt der Patient einen Cursor zu einem Buchstabenfeld, im nächsten Schritt verkleinert sich die Auswahl, bis er bei dem gewünschten Buchstaben landet.

Diese „mentale Schreibmaschine“ und das dazugehörige Gehirn-Computer-Interface wurden von der Berliner Charité und dem Fraunhofer-Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik (First) entwickelt.

Ebenfalls am First hat Florin Popescu mit einem Team von Wissenschaftlern ein Verfahren entwickelt, wie mittels Gehirnströmen und einem Gerät, dass die Augenbewegungen des Patienten verfolgt, Roboter gesteuert werden können.

Forschungsprojekte, die nach Wegen suchen, wie sich über Gehirnströme Maschinen bedienen lassen, sind schon längst nicht mehr nur Stoff für fantasiebegabte Autoren. Weltweit wird an solchen Verfahren geforscht.

Doch nicht nur die Gehirnströme werden genutzt, sondern auch das periphere Nervensystem. Und hier werden die Impulse nicht von außen gewonnen, sondern durch Implantate.

Im Projekt Myoplant entwickelt das Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik (IBMT) zusammen mit Partnern wie dem Prothesenhersteller Otto Bock winzigste Elektroden, die, in einen Armstumpf implantiert, eine Handprothese (fast) wie eine echte Hand steuern können – und zudem kann der Patient noch fühlen, was er mit der Prothese berührt.

Aber, warnt Klaus-Peter Hoffmann, der am IBMT die Abteilung Medizintechnik und Neuroprothetik leitet, „wir sind noch ganz am Anfang“.

Noch ist unklar, wie viele Implantate notwendig sind, um eine sichere Steuerung der Hand zu ermöglichen, noch fehlen die zuverlässige Signalanalyse und Signalübertragung zwischen Armstumpf und Handprothese.

Doch der Trend, dass immer mehr Technik in den Menschen wandert, ist nicht aufzuhalten. Seit Jahren schon lassen Cochlea (Hörschnecke)-Implantate Schwerhörige wieder besser hören. Auch die ersten Retina-Implantate zwischen der Netz- und Aderhaut des Auges hat es in Deutschland bereits gegeben – winzige Chips mit einer Kantenlänge von gerade mal 3 mm, die Blinde zumindest grobe Konturen erkennen ließen.

Weltweit – mit deutlichem Schwerpunkt in den USA – werden immer neue Implantate getestet und eingesetzt. Zumeist im Gehirn implantiert, sollen sie durch elektrische Stimulation Parkinson und Migräne bekämpfen, aber auch Inkontinenz, Epilepsie oder, als eine Art elektronischer Stimmungsaufheller, Depressionen.

Nach einer Studie des EU-Parlaments tragen weltweit derzeit gut 40 000 Menschen solche so genannten Deep-Brain-Stimulation (DBS)-Implantate, bisweilen auch Hirnschrittmacher genannt.

Die Studie weist auch auf die Problematik solcher Implantate hin: „Die Fähigkeit, (mit diesen Implantaten) Emotionen, Stimmungen, aber auch motorische Funktionen, an- und abzustellen, zeigt die wachsende Macht von Wissenschaft und Technologie.“

Manche dieser Technologien geben dem Menschen auch Möglichkeiten, die er von Natur aus nicht hat: So konnten Patienten mit Retina-Implantaten auch im Infrarotbereich Konturen erkennen.

Solche, in den Menschen „hineinwandernden“ Technologien werden auch als „Human Enhancement Technologies“ (HET) bezeichnet. Sie sollen vor allem mit einer Behinderung geborene oder durch Unfall behinderte Menschen auf das Niveau von Gesunden bringen – sie können aber auch dazu dienen, Menschen mit „übermenschlichen“ Fähigkeiten auszustatten.

Beispiele wären hier das Infrarotsehen oder besonders optimierte Körperteile. Der US-Professor Hugh Herr verlor als junger Mann beide Unterschenkel nach einem Kletterunfall, machte dann als Wissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology Karriere und entwickelt dort Prothesen – auch für sich selbst. Seine beiden neuen künstlichen Unterschenkel bezeichnet er heute als wesentlich besser zum Klettern geeignet als seine verlorenen.

Keinen unmittelbaren Eingriff in den Körper, aber doch eine Steigerung menschlicher Leistungsfähigkeit stellen die so genannten Exo-Skelette für Menschen dar, technische Verstärkungen für Bein-, Oberkörper und Armmuskulatur, die Menschen große Lasten tragen lassen.

Doch die meisten Wissenschaftler, die sich mit diesen Technologien beschäftigen, halten den Ball deutlich flacher: „Wir entwickeln Medizintechnik“, so IBMT-Forscher Klaus-Peter Hoffmann. Und an Spekulationen, Menschen über intelligente Technologien mit übermenschlichen Fähigkeiten auszustatten, mag er sich schon gar nicht beteiligen: „Für uns steht der Patient im Mittelpunkt.“

In den USA ist es allerdings die Forschungseinrichtung des Verteidigungsministeriums, Darpa, die Millionen in das Projekt „Revolutionising Prothetics“ zur Entwicklung gedankengesteuerter Prothesen investiert.

Auch Florin Popescu vom FIRST in Berlin sieht Gehirn-Maschine-Interfaces eher als „Hilfen im klinischen Bereich“. Von einer zuverlässigen Steuerung von Maschinen oder Computern durch Hirnströme „sind wir noch Jahre, wenn nicht Jahrzehnte entfernt“.

Hauptproblem ist dabei der Schädel selbst. Der ist bei jedem Menschen unterschiedlich dick. Die EEG-Signale sind als Folge dessen selten eindeutig und von Mensch zu Mensch unterschiedlich ausgeprägt – zumal sie im Mikrovoltbereich liegen und damit ohnehin sehr schwach sind. Invasive Methoden, das Einsetzen von Elektroden ins Gehirn, würden die Signale zwar verbessern, für eine präzise Maschinensteuerung, so Popescu, „brauchten wir vermutlich das Hundert- wenn nicht das Tausendfache an Signalqualität“.

Popescu und sein Team haben sich deshalb auf das Machbare konzentriert und eine neue EEG-Kappe entwickelt und patentiert, die mit wenigen trockenen Elektroden auskommt, so auf das Kontaktgel verzichtet und die Prozedur des EEG deutlich vereinfacht.

Wenn auch die Forschung noch weit vom Cyborg entfernt ist, diesem Mischwesen aus Mensch und Maschine, so „rückt doch die Technisierung immer näher an den Menschen heran, an seine Sinne und seine Gehirnfunktionen“, so Axel Zweck, Leiter der Abteilung “Zukünftige Technologien Consulting“ im VDI-TZ in Düsseldorf. „Das ist ein qualitativer Sprung.“ Und er geht davon aus, dass dieser Trend unumkehrbar ist, nicht zuletzt, weil die Menschen bereit sind, zunehmend solche Eingriffe zu akzeptieren. „Die Diskussion über diese Technologien“, so Zweck, „droht, von der Praxis überholt zu werden.“ moc

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Mock

    Redakteur und Reporter VDI nachrichten. Fachthemen: Wissenschafts- und Technologiepolitik, Raumfahrt, Reportagen.

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