Auf dem Weg zum Cyborg?

Die Borg aus Star Trek gehören wahrscheinlich zu den bekanntesten Mischwesen aus lebendigem Organismus und Maschine. Da sie über Gehirn-Implantate vernetzt als Gruppe auftreten, sind sie gleichzeitig das auf die Spitze getriebene Cyborg-Phänomen – Networking sieht hier ganz anders aus und aufwändige Face-To-Face Veranstaltungen sind völlig überflüssig. Auch gemütliches Essen gehen fällt aus, weil sie Mikrochips im Körper haben, die alle Nährstoffe generieren.

So sieht also die phantastische Welt von Mischwesen aus Sicht der recht implantatfreien menschlichen Spezies aus – meistens recht gruselig im Film, dieses „better, stronger, faster,“ auch wenn es mit Robocop, dem menschenrettenden Cyber-Polizisten, wenigstens einen Cyborg-Helden gibt. Wie sieht es aber in der Forschung aus, woran wird gearbeitet?

Erfindungen, mit denen wir unsere körperlichen Fähigkeiten verbessern oder ausgleichen können, gibt es schon heute, z.B. den HAL-5-Anzug der Universität Tsukuba, der durch ein künstliches Exoskelett die Körperkraft des Menschen verstärkt:

Oder die Beinschiene BLEEX, die an der Universität Berkeley entwickelt wurde. Die metallene Schiene kann mit Hilfe von Hydraulik-Kolben bewegt werden und vereinfacht das Gehen während man ein schweres Gewicht trägt. Bei diesen Erfindungen geht es vor allem darum, körperlichen Leistungsabfall auszugleichen; recht praktisch, wenn alle immer älter werden. Dabei werden menschliche Fähigkeiten nicht grundlegend erweitert, um etwa nachts auf jedem Campingplatz dieser Welt die Toilette stolperfrei zu finden wie es z. B. Fledermäuse mit ihrem “ultraschall-fähigen” Kehlkopf könnten. Implantate stellen i.d.R. Fähigkeiten so gut wie möglich wieder her; wie Cochlea-Implantate, die bei zerstörten Haarzellen das Hören wieder ermöglichen oder Retina-Implantate, die Blinden helfen, zumindest wieder Schemen erkennen zu können.

Retina-Stimulator mit 12 mm Durchmesser und 25 mm Länge (Foto: Fraunhofer IMS)

Doch wie steht es um Implantate, die eine direkte Kommunikation wie bei den Borgs ermöglichen, also die direkte Verbindung zwischen Gehirn und Computer herstellen? Dafür gibt es zwei verschiedene Ansätze: der nicht-invasive über EEG (Elektroenzephalographie), bei der die Spannungsschwankungen an der Kopfoberfläche gemessen werden und der invasive Ansatz durch Elektroden im Gehirn. Beide Verfahren eignen sich dazu, dass z. B. Gelähmte, die ihre Beine und Arme nicht bewegen können, wieder Kaffeebecher, Obst oder kleinere Gegenstände greifen und damit ein Stück Unabhängigkeit gewinnen können.

Bei einem invasiven Eingriff kann z. B. ein implantierter Computerchip im motorischen Kortex des Gehirns über das Denken einer Bewegung einen Roboterarm o.ä. steuern. Die neuronale Aktivität im Gehirn wird gemessen und mit typischen Gehirnmustern für bestimmte Bewegungen verglichen. Da „ich bewege meine Hand nach rechts“ nicht bei allen Menschen das gleiche Muster im Gehirn zeigt, “trainieren” die User die Software automatisch im Laufe der Zeit. Der Computer lernt das individuelle Muster, damit der Roboterarm genau das tut, was gedacht wird. Er greift übrigens automatisch zu, wenn er etwas in die Hand bekommt. Wer sich für ein invasives Implantat entscheidet, der oder die trägt bisher i.d.R. eine deutlich sichtbare Box auf dem Kopf, die eine Verbindung zum Computer herstellt.
Mit dem gleichen Ziel, aber ohne Box sondern mit Helm, Kappe oder Headset wertet man bei nicht-invasiven Ansätzen die hirnelektrischen Signale aus und analysiert typische Muster, die zu bestimmten Bewegungen passen. Auch hier wird erkannt, wenn jemand sich vorstellt, die rechte Hand zu bewegen; zusammen mit der Blickrichtung ergibt sich die komplette Bewegung.

Dass sich allein durch das Denken noch ganz andere Sachen bewegen lassen, hat sich auch ein Team von „Chaotic Moon Labs“ aus den USA gedacht. Da wohl die wenigsten daran interessiert sind, sich eine Box auf dem Kopf implantieren zu lassen, um lässig Skateboard zu fahren, funktioniert das Ganze mit Headset:

Und natürlich denken auch Firmen darüber nach, wie diese Technik ihre Produkte verändern könnte. Hier ein Toyota-Konzept-Fahrrad:

Bis zum Cyborg ist es aber noch ein weiter Weg – der neuronale Code wird nach Schätzung von Prof. Fromherz vom Max-Planck-Institut für Biochemie nach wie vor nicht verstanden und Neurocomputing ist erst in 20 bis 30 Jahren wahrscheinlich. Bis dahin haben wir also noch viel Zeit als Nicht-Cyborgs gemütlich essen zu gehen und ganz herkömmlich zu networken.

Eva Poxleitner

Eva Poxleitner
Eva Poxleitner ist Bildungsreferentin für Lerntechnologien bei der Fraunhofer Academy. In ihrer Masterarbeit entwickelte sie ein Erinnerungsradio, das Demenzkranken hilft ihr autobiographisches Gedächtnis zu digitalisieren, wobei auf die Verbindung von alten Erinnerungen, Emotionen und Musik in Gehirnregionen zurückgegriffen wird. Ihre derzeitigen Lieblingswebsites sind Study Hacks und QuantifiedSelf.