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03.04.2008

 

Dem Gehirn bei der Arbeit zuschauen, mit Hirnscannern ist das kein Problem. Aber was genau arbeitet es? Was denkt es? Was fühlt es? Das Ziel der Neurowissenschaftler ist die Entschlüsselung des Gehirncodes. Kennt man ihn, ist es auch möglich, die Gedanken eines Menschen zu lesen. "In der Neurowissenschaft versuchen wir, die Beziehung zwischen Gehirnaktivität und Wahrnehmungsinhalten zu verstehen", sagt Nikolaus Kriegeskorte SPIEGEL ONLINE. Er forscht am National Institute of Mental Health im US-Bundesstaat Maryland an der Repräsentation von Objekten im Gehirn.

Dem Traum vom Gedankenlesen ist Jack Gallant von der University of Berkeley in Kalifornien kürzlich ein ganzes Stück näher gekommen. Er zeigte Menschen Fotos, maß mit einem Scanner ihre Hirnaktivität und konnte anschließend sagen, was die Leute gesehen hatten - nur anhand ihrer Hirnaktivität.

Das ging aber nicht ohne Training: 1750 verschiedene Bilder mit unterschiedlichen Motiven - darunter Gebäude, Tiere, Menschen und Pflanzen - mussten sich die Probanden zunächst anschauen. Der Hirnscanner zeichnete währenddessen die Aktivität auf, die in der visuellen Hirnrinde der Probanden entstand. Im Anschluss zeigte er ihnen 120 neue Bilder. Anhand der höchsten Übereinstimmung in den Aktivitätsmustern wählte der Computer die Bilder aus. Trefferquote: bis zu 92 Prozent, berichtet Gallant.

Bilder rekonstruieren, Gedankenlesen, Lügen enttarnen - droht uns Big Brother im Kopf? "Das Thema wird ziemlich übertrieben", meint Kriegeskorte. "Wenn wir die Beziehung zwischen Gehirnaktivität und Wahrnehmungsinhalten verstehen, können wir die Gehirnaktivität aufgrund der Wahrnehmungsinhalte vorhersagen." Oder umgekehrt Wahrnehmungsinhalte aus Gehirnaktivität auslesen - "sozusagen Gedankenlesen", meint Kriegeskorte. Bislang sei das aber nur als Auswahl aus einer begrenzten Liste möglicher Inhalte möglich - zum Beispiel Fotos. "Aber freie Gedanken eines Menschen vorherzusagen - das ist was ganz anderes", meint Kriegeskorte.

Gallants Studie zeige, was in Sachen Gedankenlesen derzeit der Stand der Dinge ist. Wesentliche neue Einsichten in die Organisation der visuellen Hirnrinde habe sie aber nicht gebracht, sagt Kriegeskorte: "Der neurale Code für die primäre Sehrinde ist uns schon grob bekannt." Aber eben nur grob: "Was wir vielleicht noch für Rauschen halten, sind möglicherweise komplexere Aktivitätsmuster von Nervenzellen, die wir noch nicht verstehen."

In der Gallant-Studie wählte der Computer aus bereits vorhandenen Fotos aus. Kann man Bilder aber auch schon völlig frei aus den Hirndaten rekonstruieren?

Man kann. Der japanische Hirnforscher Yukiyasu Kamitani von den ATR Computational Neuroscience Laboratories in Kyoto zeichnete die Bilder ganz neu nach - nur auf Basis gemessener Hirnaktivität. Allerdings waren die Bilder von geringer Auflösung - zehn mal zehn Pixel. Sie zeigten Buchstaben oder einfache geometrische Formen. "Zunächst trainierten wir mit 400 zufällig ausgewählten Testbildern", sagte Kamitani SPIEGEL ONLINE. "Dann haben wir einen Algorithmus entwickelt, den man im Prinzip auf jedes Bild anwenden kann." Seine Resultate sind gut: Mit 80- bis 90-prozentiger Wahrscheinlichkeit kann der Forscher die Bilder anhand der gemessenen Hirnaktivität frei rekonstruieren. Seine Ergebnisse wird Kamitani bald publizieren.

Rainer Goebel von der Universität Maastricht verfolgt einen anderen Ansatz: Er will nicht Bilder nachzeichnen, sondern deren Inhalte entschlüsseln. Semantische Rekonstruktion nennt er das. Leute stellen sich Buchstaben oder Worte vor, und Goebel versucht diese anhand der gemessenen Hirnaktivität zu ermitteln. Direkt funktioniert das noch nicht so gut, berichtet Goebel SPIEGEL ONLINE. Daher hat er sich einen Umweg überlegt: "Wir bitten die Leute, sich für einen Buchstaben eine bestimmte Tätigkeit zu vorzustellen - also zum Beispiel Tennisspielen für ein T", sagt Goebel. "So kodiert, können wir die Buchstaben gut rekonstruieren - in Echtzeit." Goebel will seine Forschungsergebnisse nutzen, um gelähmten Menschen oder Wachkoma-Patienten zu helfen. Sie sollen so wieder mit anderen Menschen kommunizieren können.

Nicht nur mit Worten klappt das - sondern auch mit Videos. Seit zwei Jahren veranstaltet die University of Pittsburgh einen Wettbewerb für "Gedankenleser". Die Aufgabe: Forscher sollten herausfinden, was Leute in einem Hirnscanner erlebten, in denen ihnen computersimulierte Szenen vorgespielt wurden: Sie liefen durch simulierte Landschaften und Räume, begegneten Tieren oder kämpften gegen anderen Menschen. Tatsächlich gelang es Goebel und seinen Kollegen, die Inhalte der erlebten Szenen mit einer Trefferquote von 80 Prozent zu erkennen - und belegten den zweiten Platz. Yukiyasu Kamitani glaubt, dass es mit verbesserter Technologie sogar irgendwann möglich sein wird, auch Träume sichtbar zu machen.

Gefördert wurde der Wettbewerb von der Forschungsabteilung des US-amerikanischen Verteidigungsministeriums. Ist Gedankenlesen nicht vor allem für das Militär interessant? Goebel ist skeptisch: "Man muss sich der Grenzen der Methode bewusst sein. Ein Proband muss dem Experiment aufgeschlossen sein und mitarbeiten, sonst funktioniert es nicht."