Chinesisches Start-up entwickelt neue Gehirn-Computer-Schnittstelle ohne Implantat

In China entsteht eine neue Generation von Gehirn-Computer-Schnittstellen, die ohne Operation auskommen soll. Das Start-up Gestala setzt dafür auf eine Kombination aus Ultraschall und Medizintechnik.

Gestala will Gehirn mit Ultraschall stimulieren und auslesen

Gestala wurde kürzlich in Chengdu gegründet und betreibt Büros in Shanghai und Hongkong. Das Unternehmen plant laut Geschäftsführerin und Mitgründerin Phoenix Peng, Ultraschall zu nutzen, um das Gehirn zunächst zu stimulieren und später auch auszulesen.

Es ist bereits das zweite Unternehmen innerhalb weniger Wochen, das auf Ultraschall für Gehirn-Computer-Schnittstellen setzt. Anfang des Monats hat OpenAI eine größere Beteiligung an dem Start-up Merge Labs bekannt gegeben, das von OpenAI-Chef Sam Altman zusammen mit weiteren Technologie-Manager:innen und Mitgliedern der in Kalifornien ansässigen gemeinnützigen Forschungsorganisation Forest Neurotech mitgegründet wurde.

Ultraschall ist vor allem als medizinisches Diagnoseverfahren bekannt. Hochfrequente Schallwellen erzeugen Bilder innerer Organe und machen Blutfluss sichtbar. Besonders häufig wird Ultraschall eingesetzt, um die Entwicklung eines Fötus während der Schwangerschaft zu überwachen. Forschende untersuchen jedoch auch seit Längerem, wie sich Ultraschall zur Behandlung von Erkrankungen einsetzen lässt.

Je nach Intensität kann Ultraschall genutzt werden, um krankhaftes Gewebe wie Blutgerinnsel oder Tumore zu zerstören oder neuronale Aktivität zu beeinflussen, ohne operieren zu müssen. Fokussierte Ultraschallbehandlungen sind bereits für Parkinson, Uterusmyome und bestimmte Tumoren zugelassen.

Erste Geräte gegen chronische Schmerzen, später Helm für zu Hause

Gestala will zunächst ein Gerät entwickeln, das fokussierten Ultraschall zur Behandlung chronischer Schmerzen im Gehirn einsetzt. Pilotstudien zeigen, dass die Stimulation des vorderen Gyrus cinguli, einer für die emotionale Schmerzverarbeitung wichtigen Region, die Schmerzintensität bei Menschen für bis zu eine Woche senken kann.

Das erste Gerät von Gestala soll ein stationäres System für den Einsatz auf der Behandlungsliege werden. Patient:innen müssten für die Therapie in eine Klinik kommen. Laut Peng steht das Unternehmen bereits mit Krankenhäusern in China im Gespräch, die Interesse an Tests der Technologie haben.

In der zweiten Generation plant Gestala ein tragbares Helm-System, das Patient:innen zu Hause unter ärztlicher Anleitung nutzen können. Über chronische Schmerzen hinaus will das Start-up die Technik schrittweise auf weitere Anwendungsgebiete ausweiten, darunter Depressionen und andere psychische Erkrankungen, Schlaganfall-Rehabilitation, Alzheimer sowie Schlafstörungen.

Auslesen des Gehirns bleibt technische Herausforderung

Langfristig möchte Gestala Ultraschall auch zum Auslesen von Hirnaktivität nutzen – ähnlich wie Merge Labs. Ein Gerät soll dann idealeweise Zustände im Gehirn erkennen, die mit chronischen Schmerzen oder Depressionen verbunden sind, und gezielt jene Regionen stimulieren, in denen die Aktivität gestört ist. Peng betont, das Ziel sei nicht die „Verbesserung“ des Menschen, sondern gesündere neuronale Funktionen.

Die meisten bisherigen Gehirn-Computer-Schnittstellen wie die von Neuralink erfassen elektrische Signale von Nervenzellen. Eine ultraschallbasierte Schnittstelle würde dagegen Veränderungen des Blutflusses im Gehirn messen.

Peng war zuvor Geschäftsführerin und Mitgründerin des in Shanghai ansässigen Unternehmens NeuroXess. Dieses entwickelt ein Gehirnimplantat, das elektrische Signale von Neuronen ausliest und damit gelähmten Menschen ermöglichen soll, digitale Geräte zu steuern und künstliche Sprache zu erzeugen. Peng verließ NeuroXess im vergangenen Jahr, um Gestala aufzubauen.

Sie sieht einen Vorteil in der neuen Technik: Klassische elektrische Gehirn-Computer-Schnittstellen erfassen nur Teilbereiche, etwa den motorischen Kortex. Ultraschall könne offenbar Zugang zu weiten Teilen des Gehirns schaffen. Mitgründer von Gestala ist Tianqiao Chen, Gründer des Online-Gaming-Unternehmens Shanda Interactive Entertainment. Zudem hat Chen das in Kalifornien ansässige gemeinnützige Tianqiao and Chrissy Chen Institute zur Förderung der Neurowissenschaften ins Leben gerufen.

Der Firmenname leitet sich von der Gestaltpsychologie ab, einer deutschen Denkrichtung, die mit dem Satz „Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile“ verbunden ist.

Neurotechnik

Maximilian Riesenhuber, Neurowissenschaftler und Co-Direktor des Zentrums für Neurotechnik der Georgetown-Universität, ordnet die Pläne ein. Informationen per Ultraschall aus dem Gehirn zu gewinnen, sei deutlich ambitionierter, als gezielt bestimmte Regionen zu stimulieren. Der Schädel schwäche und verfälsche Ultraschallsignale. Bisher sei es gelungen, neuronale Aktivität beim Menschen nur dann per Ultraschall auszuwerten, wenn Teile des Schädelknochens entfernt wurden und so ein „Fenster“ zum Gehirn entstand.

Die besten bisherigen Ergebnisse seien mit Schädelimplantaten erzielt worden, die für Ultraschall durchlässiger als Knochen sind, so Riesenhuber. Das Auslesen bleibe daher eine ingenieurtechnische Herausforderung. Hinzu komme, dass Veränderungen im Blutfluss langsamer ablaufen als neuronale Aktivität, was sie für bestimmte Anwendungen wie die Umsetzung von Sprache weniger geeignet machen könne.

Merge Labs hat noch nicht bekannt gegeben, auf welche Anwendungen sich das Unternehmen konzentrieren will. Auf der Website ist jedoch von der Möglichkeit die Rede, verlorene Fähigkeiten wiederherzustellen, gesündere Gehirnzustände zu unterstützen, unsere Verbindung zueinander zu vertiefen und gemeinsam mit fortgeschrittener KI neue kreative Spielräume zu eröffnen. Viele dieser Szenarien liegen vermutlich in weiter Zukunft. Riesenhuber rechnet nicht damit, dass Menschen in absehbarer Zeit per funktioneller Ultraschall-Neurobildgebung mit ChatGPT oder ähnlichen Systemen interagieren werden.

Via: https://www.wired.com

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