Helfer im Gehirn. Wie Implantate unser Leben in Zukunft verändern werden

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 03:51

Gehirnimplantate werden in Zukunft so alltäglich sein wie ein Smartphone. Ja, es ist nicht so einfach, mit einem neuen Implantatmodell zu prahlen, aber die Vorteile eines solchen Assistenten im Gehirn sind unbestreitbar. Wir haben herausgefunden, wie Implantate im Alltag helfen können.

Was würden Sie dafür geben, im Dunkeln sehen zu können? Oder für einen Chip in Ihrem Kopf, der beim ersten Befehl alle zuvor gelesenen Informationen liefern kann? Oder der gleiche Chip, aber mit der Möglichkeit, online zu gehen, um die Wikipedia-Seite direkt in Ihrem Kopf anzuzeigen?

Die Disziplin Neuroprothetik beschäftigt sich mit der Einführung von Neuralprothesen in das Gehirn. Die erste Neuralprothese wurde 1957 für Menschen mit Hörverlust entwickelt. Die Prothese wurde "Cochlea-Implantat" (lat. Cochlea - Schnecke) genannt. Es ist notwendig für Menschen, deren Hörverlust durch Schäden an den Strukturen der Cochlea - dem Hörteil des Innenohrs oder dem Höranalysegerät - verursacht wird.

Der Kern der Methode besteht darin, dass im Körper ein Gerät installiert wird, das von einem externen Mikrofon gelesene Schallimpulse in Signale umwandeln kann, die vom Nervensystem verstanden werden können. Mit der Zeit, wenn sich der Patient an das Implantat anpasst, wird er in der Lage zu hören.

Nach der Entwicklung von Cochlea-Implantaten hat die Neuroprothetik einen großen Sprung nach vorne gemacht. Und was die Wissenschaft jetzt macht, sieht wirklich nach Science-Fiction aus.

Bionische Körperteile

Die Herstellung künstlicher Körperteile, die wie echte vom Gehirn gesteuert werden können, gehört zu den Aufgaben der Neuroprothetik. Wissenschaftler der Johns Hopkins University haben dabei bedeutende Fortschritte gemacht. Es gelang ihnen, zwei Prothesen für Les Baugh herzustellen, dem beide Arme amputiert wurden.

Da Bach vor 40 Jahren durch einen starken Stromschlag seine Arme verlor, beschränkte sich die Aufgabe der Wissenschaftler nicht nur auf die Herstellung von Prothesen. Zuallererst mussten sie die Nervenenden im Körper aufwecken, da sie nach 40 Jahren Inaktivität die Fähigkeit verloren haben, Signale zu lesen und zu übertragen.

Der von Bach getragene Prototyp sieht so aus.

Unter dem Shirt befindet sich ein Korsett, an dem die Sensoren befestigt sind. Sie lesen Signale von Nervenenden und übersetzen sie in Muster, die Prothesen verstehen können.

Mit dem Einsatz von Prothesen überraschte Bach sogar ihre Schöpfer. Er schaffte es nicht nur, sie zu kontrollieren, sondern auch Gesten mit beiden Händen gleichzeitig zu kombinieren. "Prothesen haben ihm die Tür zu einer neuen Welt geöffnet", sagt Bach selbst. Mit ihrer Hilfe kann er beispielsweise Gegenstände aufnehmen und bewegen.

Trotzdem ist Zahnersatz alles andere als ideal. Die Bewegungen werden sequentiell in jedem "Gelenk" wiedergegeben. Das heißt, um die Hand zu bewegen, muss Bach zuerst das Schultergelenk, dann das Ellenbogengelenk und erst dann das Handgelenk in Bewegung setzen. Einer der Ingenieure des Projekts, Michael McLoughlin, hält dies jedoch nicht für ein großes Problem:

Wir fangen gerade erst an. Denken Sie zurück an das Internet in seinen Anfängen. Die nächsten 10 Jahre werden phänomenal.

Neuronenbeobachtung

Einer der aufregendsten Aspekte der Neuroprothetik ist die Verbesserung der Gehirnleistung. Und dabei haben Wissenschaftler des Neurotechnologischen Zentrums der Columbia University die besten Ergebnisse erzielt. Es gelang ihnen, einen mit mikroskopischen elektronischen Geräten besetzten Faden in das Mausgehirn zu implantieren. Mit ihrer Hilfe konnten sie einzelne Neuronen im Gehirn verfolgen und stimulieren.

Das Hauptziel des Projekts ist es nun, das Gehirn von Säugetieren so gut wie möglich zu untersuchen. Wissenschaftler können immer noch nicht verstehen, wie die Aktivität einzelner Neuronen Emotionen und Empfindungen hervorruft. Das menschliche Gehirn enthält. Das Mausgehirn ist tausendmal kleiner, und das ist immer noch eine fantastische Menge an unbekannter Information.

Überraschenderweise nehmen Neuronen einen Fremdkörper freundlich wahr. Während der fünf Wochen, in denen das Mausgehirn beobachtet wurde, wurde keine Abstoßung festgestellt.

Der nächste Schritt besteht darin, ein Netzwerk von Threads mit neuen Sensoren zu implementieren. Wir wollen auch das Gehirn von Mäusen in ihrem täglichen Leben untersuchen und arbeiten an der Fernübertragung von Informationen von Neuronen.

An das erste Experiment am menschlichen Gehirn hat das Team noch nicht gedacht. Das Projekt wird mindestens mehrere Jahre lang getestet, und erst dann, nach Dutzenden von erfolgreichen Versuchen, wird es möglich sein, es an einem Menschen zu testen. Wenn das Projekt dennoch erfolgreich ist, eröffnen künstliche Objekte, die mit Neuronen verbunden sind, endlose Möglichkeiten: von der Untersuchung des Gehirns auf einem bisher unerreichten Niveau bis hin zur Stimulierung von Gehirnfunktionen durch elektrische Impulse.

Was ist, wenn sie gehackt werden?

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Wenn die Spamfilter Ihres E-Mail-Clients gut funktionieren, erhalten Sie solche Nachrichten selten. Wenn es schlecht ist, dann öfter. Noch schlimmer ist es, wenn Sie an eine ähnliche Geschichte geglaubt und mindestens einmal Geld überwiesen haben.

Spam in E-Mail-Clients, sozialen Netzwerken oder SMS ist jedoch keine große Sache. Aber ist es möglich, dass wir in Zukunft, wenn ein Gehirnimplantat so alltäglich ist wie ein Smartphone, Spam im Gehirn erhalten?

Leider ist dies unvermeidlich.

Das sagen zumindest die Experten. Zum Beispiel der Technologe von The Intercept (Micah Lee):

Es scheint mir, dass die menschliche Zivilisation Hunderte von Jahren von dem Punkt entfernt ist, an dem sie Software ohne kritische Fehler erstellen kann. Wenn überhaupt möglich.

Es ist schwer, Mike zu widersprechen. Können Sie mindestens ein Programm oder eine Anwendung nennen, die keinen einzigen Fehler aufweist? Kaum. Das Problem ist, dass ein potenzielles Gehirnimplantat dasselbe Gerät wie ein modernes Smartphone oder Computer ist. Viel perfekter natürlich. Aber unter dem Strich hat es auch eine Software-Shell, die es ausführt. Und diese Shell wird Fehler und Schwachstellen haben.

Bei den beiden größten Softwareunternehmen Google und Apple treten immer noch wieder Sicherheitslücken auf. Sie sind wie eine Hydra: Vor dem Hintergrund eines behobenen Fehlers tauchen in Zukunft zwei auf.

Eine mögliche Lösung besteht darin, die externe Interaktion des Implantats zu begrenzen. Das heißt, er kann bestimmte Funktionen ausführen, hat jedoch keine Verbindung zum Internet oder zur Außenwelt.

Was aber, wenn Sie die Software auf dem Implantat aktualisieren müssen? Oder einen Fehler beheben? Sie müssen immer noch jemand anderem Zugang zu Ihrem Gehirn gewähren. Es gibt keine Lösung für dieses Problem.

Zukunft

Gehirnimplantate sind nur eine Frage der Zeit. Sobald eine stabile Technologie auftaucht, werden führende Unternehmen mit der Veröffentlichung ihrer Lösungen beginnen. Und vor allem möchten Sie sie kaufen.

Einer der Gründe, warum der genaue Zeitpunkt des Erscheinens eines solchen Implantats unbekannt ist, sind die Materialien. Bisher könnte Graphen funktionieren, eine Modifikation von Kohlenstoff mit einer Dicke von einem Atom. Es hat eine gute elektrische Leitfähigkeit und da es aus organischem Material besteht, ist die Wahrscheinlichkeit einer Biokompatibilität hoch.

Aber obwohl Wissenschaftler jetzt die Biokompatibilität von Graphen untersuchen, sind wir mit Implantaten im Kopf noch Jahrzehnte von der Zukunft entfernt. Ist es gut oder schlecht?