Zhao Guoguang (1. v. r.), Professor am Xuanwu-Krankenhaus, und andere Teammitglieder sind während einer Gehirnimplantat-Operation im Rahmen einer klinischen Studie in Chinas Hauptstadt Beijing zu sehen, 24. Oktober 2023. (Tsinghua-Universität/Handout via Xinhua)
BEIJING, 31. März 224 (Xinhuanet) -- Das erste, was Wu Xiaotian (Pseudonym) jeden Tag tut, ist die Einstellung der Parameter seines Hirnschrittmachers über eine mobile App. Dann aktiviert er einen Controller neben seiner Brust, und mit einem Piepton des Geräts fühlt er sich wie neugeboren, als hätte er die Kontrolle über seinen Körper zurückgewonnen.
Wu, der in den 1990er Jahren geboren wurde, kämpft seit über einem Jahrzehnt gegen Depression. Nachdem verschiedene Behandlungen wenig Wirkung gezeigt hatten, nahm er an einem klinischen Forschungsprogramm teil, bei dem ihm im Ruijin-Krankenhaus, das der Jiaotong-Universität in Shanghai angegliedert ist, eine Gehirn-Computer-Schnittstelle eingesetzt wurde, und unterzog sich 2022 nach einer strengen ethischen Prüfung einer Operation.
Wu trägt nun einen Hirnschrittmacher der Größe von zwei Münzen in seiner Brust. Der Schrittmacher ist mit Elektroden verbunden, die in Bereichen seines Gehirns implantiert sind, die Emotionen steuern.
Die Elektroden, die jeweils acht Stimulationspunkte haben, entladen sich, wenn Wu einen externen Schalter betätigt, und stimulieren so bestimmte Gehirnregionen, um seine Stimmung zu verbessern.
Über die mobile App kann Wu zwischen einem Arbeits- und einem Ruhemodus wechseln, die darauf zugeschnitten sind, unterschiedliche Stimuli zu bieten. Durch die Nutzung dieser Modi kann er sich tagsüber beleben und nachts entspannen.
Wu sagt, er sei mit Hilfe der Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie wiedergeboren worden. "Der Tag der Operation war mein zweiter Geburtstag", sagte er.
Sun Bomin, der am Ruijin-Krankenhaus arbeitet, erklärte, dass psychische Störungen wie Depressionen vor allem durch die Störung von Nervenschaltkreisen im Gehirn verursacht würden und dass die Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie den Patienten eine neuroregulierende Behandlung bieten könne.
Das klinische Forschungsprogramm hat bei 23 teilnehmenden Patienten nach der Operation eine über 60-prozentige Verbesserungsrate der Depressionssymptome festgestellt.
Die Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie hat auch auf dem Gebiet der neuronalen Rehabilitation neue Hoffnung gebracht.
Ein Team unter der Leitung von Professor Hong Bo an der Tsinghua-Universität hat in Zusammenarbeit mit einem Team des Tiantan-Krankenhauses in Beijing im Dezember einem Patienten, der bei einem Autounfall eine schwere Wirbelsäulenverletzung erlitten hatte, ein NEO-Gerät (Neural Electronic Opportunity) implantiert. Ihre Arbeit war erfolgreich und ermöglichte es dem Patienten, die Bewegung eines Cursors über einen Bildschirm mit seinen Gedanken zu steuern.
Ein weiterer Patient, ein Mann, der seit 14 Jahren querschnittsgelähmt ist, wurde im Oktober letzten Jahres im Xuanwu-Krankenhaus mit einem NEO-Implantat operiert. Er kann nun mit einem luftgefüllten Handschuh, der durch Gehirnwellen gesteuert wird, selbständig eine Wasserflasche greifen und berichtet von einer Greifgenauigkeit von über 90 Prozent.
Die Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie, die biologische und maschinelle Intelligenz miteinander verbindet, wird als bedeutender Fortschritt in der Gesundheitsfürsorge angesehen.
Laut dem Bericht der Chinesischen Akademie für Informations- und Kommunikationstechnologie über die Entwicklung und Anwendung der Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie (2023) sei die medizinische Behandlung das Hauptanwendungsgebiet der Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie in China.
Zhao Guoguang, Professor am Xuanwu-Krankenhaus, erläuterte, dass die Technologie Algorithmen verarbeite und Signale analysiere, um menschliche Gedanken in maschinenlesbare Befehle zu übersetzen, was den Patienten erlaube, externe Geräte wie pneumatische Hände und mechanische Arme zu steuern und so eine Verbindung zwischen Gehirn und Computer herzustellen.
Die Anwendungen der Technologie werden in invasive, d. h. direkte Extraktion von Gehirnsignalen durch implantierte Elektroden, und nicht-invasive, d. h. Verwendung von tragbaren Detektionsgeräten zur Erfassung von Gehirnsignalen, eingeteilt. Invasiv bedeutet, dass die Technologie mit hohen Risiken und Kosten verbunden ist, während nicht-invasiv bedeutet, dass sie durch schwache und instabile Signale beeinträchtigt wird.
Dem Bericht zufolge gebe es in China fast 200 Unternehmen für medizinische Gehirn-Computer-Schnittstellen, wobei 25 Prozent dieser Unternehmen mit implantierbarer Technologie und 75 Prozent mit nicht-implantierbarer Technologie arbeiteten.
Im Januar veröffentlichte China Richtlinien zur Unterstützung der technologischen Innovation, des industriellen Anbaus und der Sicherheitskontrolle von Zukunftsindustrien, einschließlich der Gehirn-Computer-Schnittstellenindustrie.
Während sich die Fortschritte bei der Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie weltweit beschleunigen, gibt es nach wie vor Herausforderungen wie technische Komplexität, begrenzte Beteiligung von Patienten an klinischen Versuchen und strenge ethische Anforderungen.
Luo Minmin, Ko-Direktor des Chinesischen Instituts für Hirnforschung in Beijing, sagte, dass die Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie zwar vielversprechende Anwendungsperspektiven habe, sich aber noch in der Phase der klinischen Erprobung befinde und noch keine marktorientierten Produkte hervorgebracht habe.
Die Technologie müsse noch Durchbrüche in verschiedenen Bereichen erzielen. Wenn die entsprechende Technologie auf Hindernisse stieße, werde die praktische Anwendung schwierig sein. Daher sei es von entscheidender Bedeutung, dass synergetische Fortschritte in der Hirnforschung, der klinischen Medizin und der Technik im Zusammenhang mit der Entwicklung neuer Elektroden und Chips erzielt würden, so Luo.
Viele Patienten zögerten, an klinischen Studien zu Gehirn-Computer-Schnittstellen teilzunehmen, weil sie Bedenken wegen der chirurgischen Risiken und möglicher Folgeschäden hätten, sagte Hong und stellte fest, dass Patienten nur dann zur Teilnahme an den Studien überredet werden könnten, wenn ihnen eine halbinvasive Kompromisslösung angeboten würde.
Das bedeute, dass nicht-invasive und halb-invasive Ansätze die logischen technischen Wege sein könnten, um die Industrialisierung der Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie in diesem Land voranzutreiben, sagte Hong.
Bedenken wurden auch hinsichtlich des Schutzes der Privatsphäre und der Sicherheit der Patienten sowie hinsichtlich der ethischen Aspekte der neuen Technologie geäußert. China hat im Februar ethische Richtlinien für die Gehirn-Computer-Schnittstellenforschung verabschiedet - die ersten Richtlinien dieser Art in dem Land -, in denen festgelegt ist, dass die Spitzentechnologie in erster Linie für therapeutische Zwecke eingesetzt werden sollte.
Die Entwicklung eines sicheren Datenverarbeitungssystems sei auch notwendig, um die Daten der elektrischen Hirnaktivität der Patienten und andere persönliche Informationen zu schützen, sagte Liu Shuang, stellvertretender Dekan der medizinischen Fakultät der Universität Tianjin.
(gemäß der Nachrichtenagentur Xinhua)
