KI-Hirnimplantat entschlüsselt innere Monologe
Ein bahnbrechender Fortschritt in der Gehirn-Computer-Schnittstellen-Technologie hat es Wissenschaftlern ermöglicht, den „inneren Monolog“ einer Person – die Gedanken, die sie beim mentalen Sprechen bilden – zu erfassen und zu decodieren. Diese Entwicklung birgt ein immenses Versprechen für Individuen, die die Fähigkeit zur verbalen Kommunikation verloren haben, und bietet einen neuen Interaktionsweg, der jegliche physische Sprechversuche umgeht.
Historisch gesehen haben Gehirn-Computer-Schnittstellen (BCIs) gelähmten Personen ermöglicht, Hilfsgeräte zu steuern oder zu kommunizieren, indem sie ihre Gedanken in Aktionen oder Worte übersetzten. Diese Systeme umfassen oft die chirurgische Implantation von Elektroden ins Gehirn oder die Verwendung nicht-invasiver Techniken wie MRT zur Überwachung der neuronalen Aktivität. Viele kommunikationsfokussierte BCIs erforderten jedoch, dass Benutzer physisch versuchten, Wörter zu vokalisieren, ein Prozess, der für Personen mit schweren Muskelkontrollstörungen anstrengend und unpraktisch sein kann. Die neue Forschung zielte darauf ab, dieses Hindernis zu überwinden, indem sie sich rein auf den inneren Gedanken konzentrierte.
Die am 14. August in der Zeitschrift Cell veröffentlichte Studie umfasste ein Team unter der Leitung des Elektroingenieurs Erin Kunz und des Neurochirurgen Frank Willett, beide von der Stanford University. Sie arbeiteten mit vier Teilnehmern zusammen, die jeweils aufgrund eines Schlaganfalls oder einer amyotrophen Lateralsklerose (ALS) – einer fortschreitenden neurologischen Erkrankung, die Muskeln schwächt und die körperliche Funktion beeinträchtigt – gelähmt waren. Diese Personen hatten bereits Elektroden in ihren Gehirnen implantiert, als Teil einer separaten klinischen Studie, die gedankengesteuerte Hilfsgeräte erforschte. Die Forscher nutzten dann diese bestehenden Implantate, um elektrische Signale zu sammeln, die von den Gehirnen der Teilnehmer erzeugt wurden.
Ausgeklügelte künstliche Intelligenz-Modelle wurden trainiert, diese Signale zu interpretieren und zwischen versuchter Sprache und den subtileren Mustern der inneren Sprache zu unterscheiden. Die Ergebnisse waren frappierend: Die KI decodierte erfolgreich Sätze, die die Teilnehmer mental „sprachen“, mit einer Genauigkeitsrate von bis zu 74%. Über die explizite mentale Verbalisierung hinaus zeigte das System auch die Fähigkeit, natürliche innere Sprache während kognitiver Aufgaben aufzunehmen, wie zum Beispiel das mentale Erinnern der Reihenfolge von Richtungspfeilen. Interessanterweise produzierten sowohl die innere Sprache als auch die versuchte Sprache ähnliche Aktivitätsmuster im motorischen Kortex des Gehirns – der Region, die für die Bewegungskontrolle verantwortlich ist –, die innere Sprache erzeugte jedoch ein merklich schwächeres Gesamtsignal.
Die Fähigkeit, die Gedanken einer Person zu decodieren, wirft unweigerlich tiefgreifende ethische Fragen auf, insbesondere hinsichtlich der Privatsphäre innerer mentaler Prozesse. Könnte eine solche BCI unbeabsichtigt private, unausgesprochene Gedanken anzapfen, anstatt nur das, was eine Person kommunizieren möchte? Die Forscher gingen auf diese Bedenken ein, indem sie die deutlichen Unterschiede in den Gehirnsignalen zwischen versuchter und innerer Sprache feststellten. Diese Unterscheidung, so schlagen sie vor, könnte es zukünftigen BCIs ermöglichen, speziell darauf trainiert zu werden, rein private Gedanken zu ignorieren. Als sofortige Schutzmaßnahme für ihr aktuelles System implementierte das Team eine passwortgeschützte Schnittstelle. Während die Teilnehmer jederzeit versuchte Sprache zur Kommunikation verwenden konnten, begann die BCI den inneren Monolog erst zu decodieren, nachdem sie mental eine spezifische Passphrase „chitty chitty bang bang“ „gesprochen“ hatten.
Diese Pionierarbeit bietet „echte Hoffnung“, wie Dr. Willett bemerkte, dass Sprach-BCIs eines Tages die Kommunikation auf ein Niveau wiederherstellen könnten, das so fließend, natürlich und komfortabel ist wie eine typische Unterhaltung. Während die aktuelle BCI hauptsächlich explizite mentale Wörter decodiert, stellen sich die Forscher eine Zukunft vor, in der noch fortschrittlichere Geräte komplexe Gedanken interpretieren könnten, die nicht explizit als Sätze formuliert sind, wodurch die Horizonte der menschlichen Verbindung weiter erweitert werden.