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Optischer Trick: Gelähmte können mit den Augen schreiben

Es ist eine neue Hoffnung für vollständig Gelähmte: Ein verblüffend einfacher optischer Trick ermöglicht es, mit den Augen Schreibschrift auf einen Bildschirm zu malen. Die Technik könnte invasive Computer-Hirn-Schnittstellen teilweise ersetzen.

Zahlen und Buchstaben: Von Gelähmten mit den Augen geschrieben Zur Großansicht
Lorenceau et al., Current Biology

Zahlen und Buchstaben: Von Gelähmten mit den Augen geschrieben

Die Augen sind oft das Einzige, was vollständig gelähmte Menschen noch bewegen können - und bieten dann die einzige Möglichkeit, mit der Umwelt zu kommunizieren. Bisher können sich Betroffene nur sehr langsam und umständlich verständigen: Sie blicken dafür auf ein Computerdisplay mit allen Buchstaben des Alphabets und müssen nacheinander jeden gewünschten Buchstaben einen Moment fixieren und durch Blinzeln bestätigen.

Jetzt aber hat ein französischer Hirnforscher eine Technologie vorgestellt, die eine deutliche Verbesserung bringen könnte: Gelähmte konnten in Experimenten allein durch ihre Augenbewegungen Buchstaben, Wörter und Zahlen auf ein Display malen, wie Jean Lorenceau von der Université Pierre et Marie Curie in Paris im Fachmagazin "Current Biology" schreibt.

Bisher war diese Art des Augenschreibens unmöglich, da die Pupillen normalerweise ständig zuckende, unwillkürliche Bewegungen durchführen. Diese sogenannten Sakkaden hindern Kameraprogramme daran, feine, gezielte Bewegungen der Augen zu verfolgen und zu erkennen. Bei der neuen Methode unterbindet ein blinkender Bildschirmhintergrund die Sakkaden. Bereits nach kurzem Training hätten Probanden gelernt, ihre Augenbewegungen zu kontrollieren und lesbare Formen zu erzeugen, berichtet Lorenceau. Für Menschen, die ihre Gliedmaßen nicht mehr bewegen und nicht mehr sprechen können, könne dies zu einer schnellen und einfachen Möglichkeit werden, sich sprachlich und kreativ auszudrücken.

"Die neue Technologie bietet diesen Menschen nun eine ganze Bandbreite von Möglichkeiten, die sie bisher nicht hatten", erklärt Lorenceau. So könnten sie wie mit einem Bleistift beliebige Formen zeichnen oder etwas unterschreiben. Mit ein wenig Übung könne man zudem mit den Augen 20 bis 30 Buchstaben in der Minute schreiben - genauso schnell wie mit der Hand.

Flackernde Kreise täuschen das Sehsystem

Der Forscher arbeitet zurzeit daran, sein System weiter zu verbessern. Schon im nächsten Jahr, so kündigt er an, sollen erste Tests mit Patienten erfolgen, die an der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS) erkrankt sind. Bei dieser nicht heilbaren Erkrankung werden die Nerven, die die Muskeln steuern, fortschreitend zerstört. Als Folge leiden die Patienten unter immer stärker werdenden Lähmungen und können nach einiger Zeit nicht mehr sprechen. Forscher arbeiten seit Jahren an Computer-Hirn-Schnittstellen, um den Patienten eine bessere Kommunikation mit ihrer Umwelt zu ermöglichen. Allerdings müssen dafür meist Elektroden direkt auf der Hirnhaut implantiert werden.

Kernstück des neuen Systems ist ein Bildschirmhintergrund mit zahlreichen zufällig verteilten Kreisen. Sie verändern 720-mal pro Minute ihren Kontrast und erzeugen so ein schnelles Flackern. "Wenn die Augen ruhig stehen, erscheint dieser Hintergrund nur als Feld von statischen Scheiben", erklärt Lorenceau. Wenn man aber seine Augen bewege, erzeuge dieses Flackern eine Scheinbewegung: Die Kreise scheinen in Richtung der Augenbewegung zu wandern. Dieser Effekt täusche das Sehsystem und sorge dafür, dass die Sakkaden unterbleiben.

Eine spezielle Kamera und ein Computerprogramm werten die Augenbewegungen der schreibenden Person aus und ermitteln daraus die gemalte Form. Um das Training zu erleichtern, markiert anfangs ein Ring aus farbigen Punkten, wohin der Blick des Probanden gerade geht. Allerdings räumt Lorenceau ein, dass die Nutzer die durch ihre Augenbewegungen erzeugten Linien nicht sofort sehen. Sie müssten daher lernen, quasi blind zu schreiben. Das aber gehe erstaunlich schnell: Nach nur drei jeweils halbstündigen Trainingssitzungen vor einem solchen Display hätten sechs Probanden gelernt, Zahlen, Buchstaben und ganze Wörter leserlich zu schreiben.

mbe/dapd

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1.
Knarzi 27.07.2012
Zitat von sysopLorenceau et al., Current Biology Es ist eine neue Hoffnung für vollständig Gelähmte: Ein verblüffend einfacher optischer Trick ermöglicht es, mit den Augen Schreibschrift auf einen Bildschirm zu malen. Die Technik könnte invasive Computer-Hirn-Schnittstellen teilweise ersetzen. http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,846613,00.html
Ähmm, 20 - 30 Buchstaben pro Minute mit der Hand? Auf wen bezieht sich das? Also da ist wohl was schiefgelaufen. Nicht mal ich als Spastiker mit Hang zur Grobmotorik bin so langsam beim schreiben.
2.
WRM58 27.07.2012
Zitat von KnarziÄhmm, 20 - 30 Buchstaben pro Minute mit der Hand? Auf wen bezieht sich das? Also da ist wohl was schiefgelaufen. Nicht mal ich als Spastiker mit Hang zur Grobmotorik bin so langsam beim schreiben.
Stimmt. 20 bis 30 Buchstaben pro Minute sind nicht normal, eher schon 120 bis 130, 180 nicht ungewöhnlich. Trotzdem ist die Entwicklung der Methode ein toller Erfolg, die für Gelähmte sicher eine erhebliche Steigerung des Komunikationstempos und damit der Lebensqualität bedeutet.
3. Gibt's schon laaaaangeeee...
Gitarrist 27.07.2012
In den ende 80ern gab es einen Gitarrristen namens Jason Becker, der ALS bekam und seitdem alle Muskeln gelähmt hat und sein Vater hat ein System entwickelt, als er nicht mehr Sprechen konnte. Bis heute lebt er noch, was selten bei ALS ist. Naja, er schaut auf eine Tafel mit Buchstaben und Zahlen und die, die wissen wie das System funktioniert, können vorlesen was er sagt. Interessantes ding, deswegen ist so ein Augensystem nichts neues!
4. Unblinking!
brandbarth 27.07.2012
Das "durch Blinken bestätigen" meint übrigens "Zwinkern".
5. optional
Agadir 27.07.2012
@Gitarrist Haben Sie den Artikel gelesen? Scheint nicht so. Da steht nämlich drin, dass es vorher andere Augensysteme gab, die aber wesentlich unkomfortabler waren. Ich frage mich, warum es zu jedem Technik Beitrag in jedem Forum mindestens einen geben muss, der eine Neuentwicklung schon laaaaaaaangeee kennt und nicht in der Lage ist, einen eindeutigen Text richtig zu verstehen, um die Neuerung an dem ganzen zu erkennen und ggf. auch zu würdigen.
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