EPFL-Prothese lernt vom Patient

10. September 2015, 12:32
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Das Human Brain Project verbessert die Möglichkeiten zum "Gedankenlesen".

Das Human Brain Project verbessert die Möglichkeiten zum Gedankenlesen.
Bisherige neuromorphische Prothesen sind sehr schwierig zu kontrollieren. Zur Steuerung werden die elektromagnetischen Wellen im Gehirn gemessen und analysiert. Das jeweils erfasste Muster bestimmt die nächste Aktion der Prothese. Damit das klappt, müssen Patienten mit viel Aufwand entsprechende Denkmuster möglichst präzise einstudieren, damit sie die Prothese versteht. Einige komplexe Bewegungen sind dabei bis heute nicht möglich, schreibt die EPFL in einer Pressemitteilung.
Wenn der Körper in der Bewegung einen Fehler macht, entsteht im Gehirn ein elektrisches Signal, das den Fehler anzeigt. Dieses Signal nutzen die EPFL-Forscher nun, um die Prothese selber merken zu lassen, ob sie macht, was sie soll. Die mit dieser Idee entwickelten Prothesen können selber lernen, Bewegungen richtig auszuführen.
Wenn es etwa einem Patienten mit einer Handprothese misslingt, ein Glas Wasser zu greifen, bemerkt die Prothese dank der Fähigkeit, das Error-Signal zu erfassen, dass die Aktion nicht erfolgreich war. Daraufhin verhält sie sich beim nächsten Versuch anders, bis die Aktion klappt, schreibt die EPFL.
Getestet wurde das neue Modul mit bisher zwölf Personen, die etwa 25 Minuten Zeit benötigt haben, um es zu konfigurieren. In anschliessenden Tests mit vorprogrammierten Fehlern bewies eine Armprothese, dass sie nun fähig ist, Fehler zu korrigieren.
Resultat des Human Brain Project
Die neuen Prothesen sind ein Resultat des Human Brain Projects der Europäischen Kommission. Es steht unter der Leitung der EPFL, wo daran gearbeitet wird, eine komplette digitale Kopie eines menschlichen Gehirns zu erschaffen. In der Schweiz angesiedelt ist es, weil Forschungsleiter Henry Markrams von der EPFL Lausanne schon 2005 ein ähnliches Projekt ins Leben gerufen hat. Das Human Brain Project baut auf diesem auf. Die Dimensionen sind gigantisch. Für die vollständige detaillierte Abbildung des Gehirns rechnen die Forscher damit, mehrere Exabyte Speicher zu benötigen – ein Exabyte entspricht einer Million Terabyte. Zum Vergleich: Der aktuell schnellste Supercomputer der Welt, der chinesische Tianhe-2, hat gerade mal 12'400 Terabyte Speicher.
Ausserdem würde der fertige Supercomputer mit heutiger Technologie gut ein Gigawatt Strom brauchen. Das entspricht der Produktion von etwa 400 Windrädern. Hersteller rechnen allerdings damit, den Stromverbrauch in den nächsten Jahren weiter drastisch reduzieren zu können. Das auf zehn Jahre ausgelegte Projekt bringt 112 Forschungsinstitute aus 24 Ländern zusammen und soll 1,3 Milliarden Franken kosten. Eines der grossen Ziele ist es, Europa zurück an die Spitze der Neurowissenschaften bringen. (mik)

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