Brian Pasley, UC Berkeley

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.

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

Foto: UC Berkeley/ Adeen Flinker

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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