Gesundheit

FlatScope: Gehirnimplantat soll Blinde wieder sehen lassen

Das Miniatur-Mikroskop FlatScope könnte es bald ermöglichen, Bilder und Töne direkt ins Gehirn zu übertragen – ohne Umweg über Augen und Ohren.

Bisherige Versuche zur Wiederherstellung des menschlichen Seh- oder Hörvermögen zielten häufig darauf ab, die beeinträchtigten Sinnesorgane zu reparieren. Ein neues Verfahren soll nun jedoch akustische und visuelle Reize mittels einer Gehirn-Computer-Schnittstelle direkt in den Kopf übertragen. Dazu haben Forscher der texanischen Rice-Universität das Miniatur-Mikroskop FlatScope entwickelt, das sich direkt auf der Gehirnoberfläche anbringen lässt. Dort soll das extrem flache Gerät mit jenen Arealen kommunizieren, die für die Verarbeitung der verschiedenen Sinneseindrücke zuständig sind.

Grundlage dafür ist die vorherige Modifikation der unter dem Implantat liegenden Gehirn-Neuronen mittels eines Proteins. Dieses sorgt dafür, dass die Nervenzellen bei Aktivität Photonen und damit eine Art Morsecode erzeugen, den das Mini-Mikroskop ausliest. Umgekehrt kann FlatScope durch Aussenden von Lichtimpulsen die Zellen stimulieren und somit Informationen von außerhalb des Körpers weitergeben. So könnte es beispielsweise möglich werden, dass Blinde eine Kamera an ihrer Bekleidung befestigen und deren Bild direkt in ihr Sehzentrum übertragen lassen.

FlatScope soll Fähigkeiten des menschlichen Gehirns ergründen

Gleichzeitig versprechen sich die Wissenschaftler durch FlatScope tiefere Einblicke in die Funktionsweise des menschlichen Gehirns. Denn das Gerät soll nicht nur an der Oberfläche Aktivitäten auslesen, sondern bis zu 500 Mikrometer in die Hirnrinde hineinsehen. „Dadurch dürften wir in der Lage sein, bis zu jenen Cortex-Schichten vorzudringen, wo unserer Ansicht nach der größte Teil der Informationsverarbeitung stattfindet“, erklärt Rice-Forscher Caleb Kemere. Während heutige Beobachtungs- und Stimulationsverfahren aufgrund ihrer 16 Elektroden nur wenige Hirn-Neuronen ansprechen, sollen es bei FlatScope künftig Millionen sein.

FlatScope soll neue Einblicke ins menschliche Gehirn ermöglichen.
FlatScope soll neue Einblicke ins menschliche Gehirn ermöglichen. Bild: Pensive Post

Dafür müssen die Wissenschaftler allerdings einen Algorithmus programmieren, der die gewaltigen Datenmengen aus dem Gehirn verarbeiten kann. Eine weitere Aufgabe wird die Entwicklung kabelloser Übertragungsmethoden sein, um das Mini-Mikroskop mit Energie zu versorgen und den Informationsaustausch zu ermöglichen. In den kommenden vier Jahren soll aus dem FlatScope-Prototyp ein voll funktionsfähiges Gerät werden. Neben dem Sehen könnte die Gehirn-Computer-Schnittstelle in Zukunft weitere Sinne durch Technik verbessern oder ersetzen – und damit die Befürchtungen jener nähren, die glauben, dass Menschen bald mit Maschinen verschmelzen und damit zu Cyborgs werden.

Cover-Foto: FlatScope – Rice University

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