Ärztinnen und Ärzte der Technischen Universität München (TUM) haben erstmals in Europa einem querschnittsgelähmten Patienten eine Hirn-Computer-Schnittstelle implantiert. Das winzige Gerät soll es ermöglichen, Gedanken direkt in digitale Befehle umzusetzen, wie die TUM in einer Mitteilung berichtet.

Der Eingriff dauerte mehr als fünf Stunden. Dabei setzten die Neurochirurgen dem 25-jährigen Michael Mehringer eine individuell angefertigte Elektrodensonde ein. Sie besteht aus 256 Mikroelektroden, die neuronale Signale aus dem Bereich des Gehirns aufzeichnen, der für die Planung und Ausführung von Handbewegungen zuständig ist.

„Die größte Herausforderung bestand darin, die Elektroden sehr genau zu implantieren. Nur so erhält man hinterher exakte Ableitungen und kann Hirnsignale präzise messen“, erklärt Prof. Bernhard Meyer, Direktor der Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie.

Vom Hals abwärts gelähmt: Mehringer hofft auf mehr Selbstständigkeit

Michael Mehringer war 16 Jahre alt, als er bei einem Motorradunfall eine schwere Rückenmarksverletzung erlitt. Seitdem ist er vom Hals abwärts gelähmt. Über einen Bericht in der Zeitung erfuhr er von der Studie „Künstliche Intelligenz für Neurodefizite“ der TUM. „Ich erhoffe mir, dass ich wieder selbständig essen und trinken kann und etwas weniger Hilfe im Alltag benötige“, wird er in der Mitteilung zitiert. „Ich bin stolz, dass ich mithelfen kann, die Forschung voranzubringen.“

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Mehrmals pro Woche arbeitet der junge Mann nun mit dem Forschungsteam im Labor zusammen. Über einen kleinen Anschluss auf seinem Kopf wird der Computer direkt mit der implantierten Schnittstelle verbunden.

Michael Mehringer arbeitet mit Forschenden der TU München an der Steuerung von Technik allein mit Gedanken – ein europaweit einmaliges Projekt.
Michael Mehringer arbeitet mit Forschenden der TU München an der Steuerung von Technik allein mit Gedanken – ein europaweit einmaliges Projekt. © TUM Klinikum | Kathrin Czoppelt

Gedanken steuern Technik: KI entschlüsselt erstmals Bewegungen aus Hirnsignalen

Die gewonnenen Hirnsignale werden mit künstlicher Intelligenz ausgewertet. Algorithmen lernen, welche neuronalen Muster bestimmten Bewegungen oder Absichten entsprechen. Zunächst soll Mehringer damit einen Cursor auf einem Bildschirm steuern – später einen Roboterarm, um wieder eigenständig greifen zu können.

„Anstatt von Menschen zu erwarten, dass sie sich anpassen und den Umgang mit Robotersystemen erlernen, liegt unser Schwerpunkt darauf, Systeme zu entwickeln, die menschliche Absichten erkennen“, erklärt Dr. Melissa Zavaglia, Teamleiterin am Munich Institute for Robotics and Machine Intelligence (MIRMI).

Nach einigen Wochen Training gab es erste Erfolge: Wenn Mehringer sich gedanklich Bewegungen vorstellt, können die Forschenden anhand der neuronalen Aktivität erkennen, welche Bewegung er „gedacht“ hat.

Pionierarbeit in Europa

Für das Forschungsteam ist die Operation ein bedeutender Schritt. „Mit der Operation wurde erstmals in Europa eine Hirn-Computer-Schnittstelle bei einer Querschnittslähmung eingesetzt“, sagt Prof. Simon Jacob, Leiter des Bereichs Translationale Neurotechnologie.

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Bereits 2022 hatte das Münchner Team eine ähnliche Schnittstelle bei einer Schlaganfallpatientin mit Sprachstörung implantiert – damals zur Erforschung der Sprachverarbeitung. Nun zielt das Projekt auf die Wiederherstellung von Motorik.