Hirnimplantat revolutioniert Leben: Mark steuert Alexa per Gedanken

• Mark, ein ALS-Patient, nutzt ein Hirnimplantat, um digitale Geräte allein mit seinen Gedanken zu steuern. Synchron entwickelt eine Hirn-Computer-Schnittstelle (BCI), die es Nutzern ermöglicht, Alexa ohne sprachliche oder physische Interaktion zu bedienen. Die BCI-Technologie von Synchron erlaubt Mark die Steuerung von iPhone, iPad, Computer und Fire-Tablet, um verschiedene Aufgaben auszuführen. Marks BCI ist mit Vision Pro kompatibel, was ihm ermöglicht, den Mixed-Reality-Headset-Cursor per Gedankenkontrolle zu steuern. Synchron arbeitet an weiteren Funktionen und Integrationen, um mehr Unabhängigkeit und Alltagstauglichkeit zu bieten.

Mark, ein 64-jähriger Mann, der an Amyotropher Lateralsklerose (ALS) leidet, hat in seinem Alltag stets seine Stimme verwendet, um sich verständlich zu machen. Dank eines Hirnimplantats kann er nun jedoch auch seinen virtuellen Assistenten allein mit seinen Gedanken steuern. ALS beeinträchtigt die Nervenzellen im Gehirn und Rückenmark, was im Laufe der Zeit zum Verlust der Muskelkontrolle führt. Mark, der darum bat, seinen Nachnamen nicht zu veröffentlichen, hat als Folge dieser Erkrankung eine eingeschränkte Mobilität. Er kann zwar gehen und sprechen, hat jedoch keine Kontrolle über seine Arme und Hände. Im Rahmen einer klinischen Studie erhielt er im August 2023 eine Hirn-Computer-Schnittstelle (BCI), die von dem Startup Synchron entwickelt wurde.

Innovative Technik

Synchron entwickelt eine BCI, die Gehirnsignale entschlüsselt und es Menschen mit Lähmungen ermöglicht, digitale Geräte nur mit ihren Gedanken zu steuern. Am Montag kündigte das Unternehmen an, dass sein Gerät nun mit Alexa benutzt werden kann, ohne dass eine sprachliche oder physische Interaktion mit einem Touchscreen notwendig ist. Synchron gibt an, dass Mark die erste Person ist, die Alexa mit einer BCI verwendet. „Menschen mit Lähmungen verlieren ihre Ausdrucksfreiheit“, erklärt Thomas Oxley, CEO von Synchron. Das Unternehmen möchte diesen Patienten durch die Integration seines BCI-Systems mit Verbrauchertechnologie ein Stück Freiheit zurückgeben.

Synchron ist eines von mehreren Unternehmen, die an solchen Schnittstellen arbeiten. Forscher haben diese Technologien seit Jahrzehnten vorwiegend in Universitätslabors untersucht, doch bisher hat kein Unternehmen die behördliche Zulassung erhalten, um sie zu vertreiben. Synchron hat seine BCI in den USA bei sechs Personen und in Australien bei vier Personen im Rahmen von frühen Studien implantiert und bereitet eine größere Studie mit mehr Teilnehmern vor.

Neue Anwendungsmöglichkeiten

Mit der BCI kann Mark bereits ein iPhone, iPad und einen Computer steuern, um im Internet zu surfen oder E-Mails zu verfassen. Dank der Integration mit Amazon kann er nun mit einer Fire-Tablette Alexa bedienen, um Licht an- und auszuschalten, fernzusehen, Videoanrufe zu tätigen, Musik abzuspielen, seine Ring-Sicherheitskamera zu steuern, Bücher auf Kindle zu lesen und auf Amazon einzukaufen. „Es ist ziemlich aufregend und befreiend, meine Unabhängigkeit zu bewahren“, sagt Mark. „Einige Tage sind herausfordernder, besonders je nachdem, wie ich mich fühle, aber das Layout der Amazon-Tablette macht es ziemlich einfach, zu interagieren und die Aufgaben zu erledigen, die ich brauche.“ Amazon lehnte es ab, auf eine Anfrage für Kommentare zu antworten.

Synchron hat Marks BCI auch mit Vision Pro, einem Mixed-Reality-Headset, verbunden. Veröffentlicht Anfang dieses Jahres, erfordert das Vision Pro Handgesten zur Auswahl von Elementen. Nach der Integration von Synchron konnte Mark mit seinen Gedanken den Cursor auf Vision Pro steuern, um Solitaire zu spielen, Apple TV zu schauen und Textnachrichten zu senden. Neben Mark nutzt einer der Teilnehmer von Synchrons Studie in Australien auch diese Anwendungen.

Aktuelle Herausforderungen

Alexa und Vision Pro verbinden sich über Bluetooth mit Marks BCI. Ein Synchron-Feldingenieur besucht Mark zweimal wöchentlich in seinem Zuhause in Pennsylvania, während er die Nutzung seiner BCI übt. Mark sagt, die verschiedenen Plattformen bieten eine Vielzahl von Fähigkeiten, die er in seinem täglichen Leben nutzen kann, jedoch verläuft die Erfahrung nicht immer reibungslos. „Wir arbeiten an den Barrierefreiheits-Herausforderungen auf allen Plattformen, um es für die nächste Nutzergeneration besser zu machen“, sagt er.

Synchron’s BCI ähnelt einem Maschenstent und ist mit Elektroden besetzt, die neuronale Signale sammeln. Statt direkt ins Gehirn implantiert zu werden, wird es in die Halsvene minimalinvasiv eingeführt. Ein Chirurg schiebt das Gerät durch die Vene, bis es an der motorischen Hirnrinde anliegt – einer Region des Gehirns, die willkürliche Bewegungen steuert. Einmal implantiert, soll es Bewegungsabsichten erkennen und drahtlos aus dem Gehirn übertragen, damit gelähmte Menschen persönliche Geräte ohne Hände steuern können.

Einsatz für mehr Unabhängigkeit

Während virtuelle Assistenten bereits hilfreich für Menschen mit Behinderungen sind, bieten sie nicht immer Privatsphäre, da sie auf Sprachbefehle angewiesen sind, die von anderen gehört werden können. „Jedwede Form von wiederhergestellter Unabhängigkeit ist für Menschen wichtig, aber die Wiederherstellung unabhängiger, privater Nutzung ist noch besser“, sagt Emily Graczyk, Assistenzprofessorin für Biomedizinische Technik an der Case Western Reserve University, die an der Wiederherstellung von Empfindungen mit BCIs arbeitet. Ihrer Meinung nach könnte Synchrons Ansatz dazu beitragen, Menschen mit eingeschränkter Mobilität ein Gefühl der Normalität zurückzugeben, da sie dieselben Geräte verwenden können wie ihre Familien und Freunde, statt spezieller Hilfsgeräte.

Ian Burkhart, ein Querschnittsgelähmter, der an einer Studie eines anderen Unternehmens für BCIs teilnahm, sieht Synchrons Bemühungen positiv für die Patienten, solange die Geräte nahtlos integriert sind und die Nutzer praktisch in ihrem Alltag mit ihnen interagieren können. „Es ist wirklich interessant“, sagt er. „Ich sehe die Zukunft der BCI darin, dass sie ein Datenflussrohr darstellen, um das Gehirn mit allem zu verbinden, was man mit einem Computer steuern kann.“ Burkhart, der 2014 ein Implantat von Blackrock Neurotech erhielt, hatte dieses 2021 nach einer Infektion entfernen lassen.

Oxley sagt, Synchron arbeite an weiteren Funktionen und stehe im Gespräch mit anderen großen Technologieunternehmen über weitere Integrationen. Das gängigste Anliegen gelähmter Patienten sei es, multitaskingfähig zu sein, sagt er. „Sachen wie Scrollen, Klicken, Ziehen, Menüs aufrufen, Zurückgehen – all diese Dinge, die wir mit unseren Fingern erledigen, wir finden Wege, einzigartige Signaturen aus dem Gehirn zu identifizieren und können dann Produktfunktionen generieren, um Betriebssysteme zu steuern“, erklärt Oxley.

Mark hofft, dass ihm seine BCI irgendwann die Erledigung komplizierterer Aufgaben ermöglicht. Unter anderem möchte er wieder mit dem Malen anfangen.