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Hirnströme: Forscher machen Gedanken hörbar

Filme, die allein aus Gedanken entstanden sind, gibt es bereits - jetzt kommt der Ton dazu. Anhand von Hirnströmen haben Forscher rekonstruiert, was Menschen zuvor gehört haben. Gelähmte könnten so eines Tages wieder eine Stimme bekommen.

UC Berkeley/ Adeen Flinker

Blechern schallt ein englisches Wort aus den Lautsprechern: "Structure". Danach kommt das gleiche Wort noch einmal, allerdings merkwürdig verzerrt. Anschließend ein drittes Mal, jetzt kaum noch verständlich.

Was klingt wie ein misslungenes Experiment aus einem Soundkunst-Studio, ist das spektakuläre Ergebnis eines Versuchs an der University of California in Berkeley: Forscher haben rekonstruiert, was Menschen gehört haben - und zwar allein anhand von deren Hirnströmen.

Vergangenes Jahr war es Wissenschaftlern bereits gelungen, Bilder aus Hirnsignalen zu destillieren - und herauszufinden, was Menschen gesehen haben. Für die neue Studie haben Hirnchirurgen und Neurowissenschaftler um Brian Pasley nun 15 Probanden Stimmen vorgespielt und zugleich die Hirnaktivität in einer bestimmten Region analysiert. Die Daten wurden in ein Computermodell eingespeist. Fütterten die Forscher den Rechner anschließend mit neuen Hirnstrom-Daten, konnten die Wissenschaftler ansatzweise Wörter rekonstruieren, die die Probanden zuvor gehört hatten.

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Hörbare Gedanken: Töne aus Hirnnströmen
Für die Studie wurden Patienten untersucht, die sich wegen schwerer Epilepsie oder eines Hirntumors operieren lassen mussten. Vor solchen Operationen wird den Betroffenen ein Netz von Elektroden direkt auf das Gehirn gesetzt, um herauszufinden, von wo die Krampfanfälle ausgehen und wo operiert werden muss. Die Elektroden seien den Patienten einige Tage bis etwa eine Woche vor der Operation eingesetzt worden, sagte Pasley.

Je mehr Elektroden, desto besser

Die Begriffe, die sie zu hören bekamen, waren Wörter wie "Jazz" oder "Deep" sowie erfundene Pseudowörter. Zum Teil wurden sie von einer Frau auf Band gesprochen und den Patienten vorgespielt. Zehn Patienten hörten isolierte Wörter, fünf Patienten ganze Sätze von Männern oder Frauen. Die Hirnströme wurden über dem Schläfenlappen gemessen - einer Region der Großhirnrinde, die beim Hören eine wichtige Rolle spielt.

Wie Pasley und seine Kollegen im Fachmagazin "PLoS Biology" schreiben, konnten sie die gehörten Worte mit einer Treffsicherheit von 20 bis 30 Prozent rekonstruieren, auch die Anzahl der Silben. Die vom Computer erzeugten Töne ähnelten den Originalworten so stark, dass die Forscher das Wort häufiger richtig erkennen konnten, als es der Zufall erlaubt hätte. Je mehr Elektroden auf dem Gehirn auflagen, desto besser war das Ergebnis.

Die Forscher hoffen, dass sie in Zukunft gedachte Wörter oder Sätze analysieren können, um Patienten zu helfen, die etwa nach einem Schlaganfall nicht mehr sprechen können oder vollständig gelähmt sind. So sind Computer-Hirn-Schnittstellen, die paralysierten Menschen die Kommunikation mit der Außenwelt erlauben, bereits im Einsatz. Ebenfalls möglich ist es bereits, per Hirnstrom-Analyse zumindest grob zu erfassen, woran Menschen denken - etwa an Worte wie "ja", "nein", "Durst" oder "Hunger".

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1. nicht auszudenken
Spiegelleserin57 01.02.2012
Zitat von sysopFilme, die allein aus Gedanken entstanden sind, gibt es bereits - jetzt kommt der Ton dazu. Anhand von Hirnströmen haben Forscher rekonstruiert, was Menschen zuvor gehört haben. Gelähmte könnten so eines Tages wieder eine Stimme bekommen. http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,812562,00.html
zu was diese forschungergebnisse zu missbrauchen sind, darüber darf man nicht nachdenken. Der Mensch hat dann keine Intimspäre mehr. Für Ermittlungen bestens geeignet!Man darf nicht immer nur den Nutzen sehen, Atomkraft hatte ursprünglich auch einen anderen Sinn.
2. .
qim 01.02.2012
Einerseits eine tolle Sache, wenn man z.B. in der Komaforschung denkt. Sollte es einmal die Möglichkeit geben, mit Wachkomapatienten zu kommunizieren, wäre das für Familienmitglieder natürlich toll. Andererseits - wenn man sich vorstellt, was Polizei und Geheimdienste mit dieser Technik für Möglichkeiten haben...
3. Eine durchaus erschreckende Vorstellung..
driftwood1973 01.02.2012
Zitat von sysopFilme, die allein aus Gedanken entstanden sind, gibt es bereits - jetzt kommt der Ton dazu. Anhand von Hirnströmen haben Forscher rekonstruiert, was Menschen zuvor gehört haben. Gelähmte könnten so eines Tages wieder eine Stimme bekommen. http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,812562,00.html
Da werden sich Ermittler aber die Hände reiben, zwecks neuer Verhör Möglichkeiten. Damit erspart man sich bald den Lügendedektor. Will heissen, der gläserne Mensch ist in spätestens 40-50 Jahren realität.
4. Einfach krank
artnouveau 01.02.2012
Zitat von sysopFilme, die allein aus Gedanken entstanden sind, gibt es bereits - jetzt kommt der Ton dazu. Anhand von Hirnströmen haben Forscher rekonstruiert, was Menschen zuvor gehört haben. Gelähmte könnten so eines Tages wieder eine Stimme bekommen. http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,812562,00.html
Solche Forschungen richten in Zukunft wieder mal mehr Schaden an wie das sie Gutes tun. Krank!
5.
hurricane 01.02.2012
Zitat von sysopFilme, die allein aus Gedanken entstanden sind, gibt es bereits - jetzt kommt der Ton dazu. Anhand von Hirnströmen haben Forscher rekonstruiert, was Menschen zuvor gehört haben. Gelähmte könnten so eines Tages wieder eine Stimme bekommen. http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,812562,00.html
Da werden sich die Geheimdienste bestimmt freuen...
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"Human Brain Project": Wie das Hirn im Rechner entstehen soll

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Als Gehirn bezeichnet man den im Kopf gelegenen Abschnitt des Nervensystems, der die zentrale Steuerungszentrale des Körpers bildet. Bei höher entwickelten Tieren bildet das Gehirn zusammen mit dem Rückenmark das Zentralnervensystem. In ihm sind die Sinneszentren und übergeordnete Schaltzentren (Koordinations- und Assoziationszentren) zusammengefasst. Es ist für die Ausbildung komplizierter Handlungsabläufe, für die Fähigkeit des Gedächtnisses und für die Ausprägung von Denken, Gefühlen, Bewusstsein und Intelligenz verantwortlich.
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Das menschliche Gehirn und auch das Gehirn vieler Tiere ist in drei Hauptteile gegliedert: Vorderhirn, Mittelhirn und Rautenhirn. Schon bei niederen Wirbeltieren entstehen aus dem Vorderhirn (Prosencephalon) das der Nase zugeordnete Endhirn (Großhirn) und das den Augen zugeordnete Zwischenhirn. Das Mittelhirn (Mesencephalon) bleibt ungegliedert erhalten. Das Rautenhirn (Rhombencephalon) gliedert sich weiter auf in das Hinterhirn mit dem Kleinhirn und der Brücke sowie in das verlängerte Mark, das den Übergang zum Rückenmark bildet. Mit zunehmender Höherentwicklung vergrößern sich die Teile und differenzieren sich weiter.
Großhirn: Spezialität des menschlichen Gehirns
Speziell für das menschliche Gehirn ist die Größe und Komplexität des Großhirns. Die Faltung seiner Oberfläche bewirkt eine enorme Oberflächenvergrößerung, so dass es die übrigen Hirnteile überwölbt. Das Großhirn ist das Zentrum für unsere geistigen und seelischen Fähigkeiten und damit für die komplexesten Gehirnleistungen. Es besteht aus zwei Hälften (Hemisphären), die durch ein dickes Bündel Nervenfasern, den sogenannten Balken, miteinander verbunden sind.
Großhirnrinde: Sitz der "grauen Zellen"
Die äußere Schicht des Großhirns wird als Großhirnrinde (Cortex cerebri, kurz Cortex) bezeichnet. Sie ist nur etwa zwei bis fünf Millimeter dick und enthält die erstaunliche Menge von 10 bis 14 Milliarden Nervenzellen. Wenn Gehirne in Formalin haltbar gemacht werden, sieht die Großhirnrinde grau aus. Sie wird deshalb auch als graue Substanz bezeichnet und umgangssprachlich spricht man oft von "grauen Zellen". Der übrige Teil des Großhirns besteht aus Nervenfasern, welche die Nervenzellen mit anderen Hirnteilen verbinden. Dieser Teil wird auch als weiße Substanz bezeichnet.

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