Stellen Sie sich vor, eine schwächende Krankheit, ein Schlaganfall oder ein Unfall hätten Sie völlig gelähmt. Sie sind bei vollem Bewusstsein, aber nicht in der Lage, sich zu bewegen oder mit Ihren Mitmenschen zu kommunizieren. Menschen in diesem Zustand - bekannt als Locked-in-Syndrom - leiden schwer, sind in ihren eigenen Gedanken eingeschlossen und scheinen trotz eines vollen Innenlebens oberflächlich in einem beständigen vegetativen Zustand zu sein.
Ein neues Gerät, das in einem gestern in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlichten Artikel beschrieben wurde , könnte den Eingeschlossenen Hoffnung bieten: eine neue Verwendung der fMRI-Technologie zum Lesen von Gedanken. Der Versuchsaufbau ermöglicht es Einzelpersonen, 27 Symbole (26 Buchstaben und ein Leerzeichen) zu „tippen“, ohne ein Wort zu sagen oder einen Muskel zu bewegen, sondern indem sie sich einfach auf verschiedene Gedankenmuster einlassen. Das System könnte eines Tages ein praktisches Mittel für die tägliche Kommunikation für diejenigen sein, die sich nicht bewegen können.
Laut Scientific American begann die Hauptautorin der Studie, Bettina Sorger von der Universität Maastricht in den Niederlanden, nach einer Erfahrung, die sie vor etwa 10 Jahren als Krankenschwester gemacht hatte, über die Kommunikation mit gelähmten Patienten nachzudenken. Eine Patientin, die sich von einer Narkose auf der Intensivstation erholt hatte und unfähig zu sein schien, sich zu bewegen oder zu sprechen, versuchte plötzlich, sie zu würgen. Dann, eine Woche später, traf er Sorger bei vollem Bewusstsein und entschuldigte sich prompt. Sie war fassungslos zu bemerken, dass er, obwohl er während der teilweisen Betäubung nur wenig Kontrolle über seine Bewegungen hatte, bei vollem Bewusstsein war und sich sogar eine Woche später an seine Handlungen erinnern konnte. Vielleicht könnte es eine Möglichkeit geben, solche Patienten in einer solchen Situation dazu zu befähigen, allein durch geistige Aktivität zu kommunizieren, dachte sie.
Jetzt ist Sorger Forscherin für Neurokognition, und sie und ihre Kollegen haben ein Proof-of-Concept-Gerät entwickelt, das eines Tages für vorübergehend oder dauerhaft gelähmte Personen verwendet werden kann, um dieses Ziel zu erreichen. In der Studie lernten sechs gesunde Erwachsene, Fragen zu beantworten, indem sie einzelne Buchstaben auf einem Computerbildschirm „tippten“.
Die Teilnehmer absolvierten zunächst eine einstündige Schulung, um zu lernen, wie man verschiedene Buchstaben nach bestimmten Denkmustern auswählt. Während sie sich in einem funktionellen Magnetresonanztomographen (fMRT) befanden, der die Aktivität in verschiedenen Teilen des Gehirns durch Ermitteln des Blutflusses präzise misst, starrten sie auf einen Tisch, der alle 26 Buchstaben und ein Symbol für Leerzeichen enthielt. Die Buchstaben waren in drei Reihen angeordnet, und jede Reihe war mit einer anderen Art von mentaler Aufgabe verbunden: motorische Bilder (wie das Aufzeichnen einer Form im Kopf), mentale Berechnung (wie das Durchführen eines Multiplikationsproblems) oder innere Sprache (wie z als stilles Rezitieren eines Textes). Zusätzlich wurden verschiedene Buchstabensäulen zu unterschiedlichen Zeiten für unterschiedliche Zeiträume in einer einheitlichen Reihenfolge auf dem Bildschirm beleuchtet.
Um einen Buchstaben auszuwählen, warteten die Teilnehmer darauf, dass die Spalte dieses Buchstabens aufleuchtete, und führten dann die spezifische Art der mentalen Aufgabe aus, die mit der Zeile dieses Buchstabens verbunden war, solange der Buchstabe beleuchtet blieb. Um beispielsweise den Buchstaben "L" in der folgenden Grafik auszuwählen, würde der Teilnehmer 10 Sekunden auf die Verzögerung warten, bis die Zeile aufleuchtet, und dann eine mentale Berechnung für volle 10 Sekunden durchführen, bis die Spalte mit "C" angezeigt wird., 'L' und 'U' sind abgeblendet. Wenn sie die mentale Aufgabe für 20 Sekunden anstatt für 10 Sekunden fortsetzen, wird ein "M" erkannt.
Da die fMRI-Maschinerie in der Lage ist, zwischen den mentalen Aktivitätsmustern zu unterscheiden, die zu jeder der drei Aufgaben passen, und auch zu verfolgen, wann und wie lange die Aufgabe mental ausgeführt wurde, kann das System beide Parameter verwenden, um herauszufinden, welcher Buchstabe verwendet wird der teilnehmer wollte auswählen. Die Teilnehmer "tippten" akribisch Buchstaben aus, um eine Reihe von Fragen zu beantworten, darunter "Wie heißt du?" Und "Welchen Film hast du zuletzt gesehen?"
Das System war in der Lage, den ersten Buchstaben jeder Antwort in beachtlichen 82 Prozent der Fälle genau zu bestimmen, verwendete jedoch auf innovative Weise eine kontextabhängige Texterkennungssoftware - derselbe Typ, mit dem Ihr Smartphone herausfinden kann, dass Sie „großartig“ schreiben wollten. anstelle von "grear" - bedeutet, dass der erste Buchstabe zu 95% korrekt erkannt wurde, wenn der zweite Buchstabe berücksichtigt wurde, und zu 100%, wenn der dritte Buchstabe getippt wurde.
Obwohl das System eine sperrige fMRT-Maschine erforderte und mit gesunden Teilnehmern durchgeführt wurde, ist es leicht vorstellbar, wie dies letztendlich angepasst werden könnte, um für diejenigen verwendet zu werden, die nicht sprechen oder sich bewegen können. Das Raster kann sogar kontextabhängig geändert werden, indem beispielsweise Bilder der Lebensmittelauswahl oder Raumtemperaturen anstelle von Buchstaben angezeigt werden. Mit der Praxis könnte wahrscheinlich auch der Prozess der Buchstabenauswahl beschleunigt werden, und es könnten sogar ganze gebräuchliche Wörter anstelle von Buchstaben ausgewählt werden.
Dieses neue System ergänzt eine Reihe anderer in den letzten Jahren entwickelter Geräte für das Lesen von Gedanken, um eingeschlossenen Patienten die Möglichkeit zur Kommunikation zu geben. Da diese Systeme verbessert und verfeinert werden, werden sie möglicherweise in Krankenhäusern wie dem von Sorger eingesetzt, in dem diese Patienten buchstäblich ihre Gedanken austauschen. "Selbst wenn eine Person davon profitiert", sagt sie, "würde ich mich sehr freuen."
