Der Mensch leitet Cyborg-Ratten über das Brain-to-Brain-Interface

Durch den Durchbruch der Wissenschaft können menschliche Gedanken Ratten bei komplexen Aufgaben leiten

Quelle: Geralt / Pixabay

Ein Team von Wissenschaftlern der Harvard Medical School, der Boston University und der Korea University machte mit ihrer nichtinvasiven Schnittstelle zwischen Gehirn und Gehirn (BBI) eine bahnbrechende Entdeckung, die es einem menschlichen Gehirn ermöglichte, den Schwanz einer Ratte zu kontrollieren. Das war 2013. Schneller Vorlauf auf weniger als sechs Jahre später, und die BBI-Technologie ist so weit fortgeschritten, dass der menschliche Verstand Laborratten jetzt bei komplexen Aufgaben mit erstaunlicher Präzision steuern kann, nicht nur beim Schwanzwedeln. Laut einer kürzlich in den Wissenschaftlichen Berichten dieses Monats veröffentlichten Studie haben Forscher eine Schnittstelle zwischen Gehirn und Gehirn entwickelt, die es einem menschlichen Gehirn ermöglicht, eine Ratte effizient in einer komplexen Umgebung mit Gedanken zu navigieren.

Mit der Zhejiang-Universität verbundene Wissenschaftler entwickelten ein BBI-System, das aus einer nichtinvasiven Gehirn-Maschine-Schnittstelle (BMI) mit Elektroenzephalogramm (EEG) und einer mit Mikroelektroden implantierten Ratte besteht. In dem Experiment beobachtet ein menschlicher „Manipulator“ einen Computerbildschirm mit Live-Video-Streaming von Kameras, die auf eine Cyborg-Ratte in einem Labyrinth gerichtet sind.

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EEG-Daten von menschlichen Gedanken gehen über einen drahtlosen Kanal zu einem Computer, wo die Motorabsicht dekodiert und in Steueranweisungen übertragen wird. Die Steuerparameter werden drahtlos gesendet, um mikroelektrische Reize durch den an der Ratte angebrachten Stimulator bereitzustellen. Dem BBI zufolge soll das BBI-System „Steueranweisungen integrieren, die von nichtinvasiven Bewegungsbildern mit neuronaler Rückkopplung decodiert werden, und die Anweisungen werden von ICMS in Echtzeit an das Gehirn der Ratte gesendet.“

Die erste Aufgabe bestand darin, die Ratte durch 16 Kurven (acht Rechts- und acht Linkskurven) in einem achtarmigen Labyrinth zu führen (jeder Arm ist 12 cm breit und 5 cm hoch). Die Drehrichtungsfolge wird computergesteuert, um zu verhindern, dass die Ratten die Aufgabe speichern.

Die Wissenschaftler schrieben in ihrem Artikel, dass ihr BBI-System zwei verschiedene Steuerungsmodelle evaluierte – das Schwellenwertmodell (TREM) und das Gradientenmodell (GRAM), um „einen natürlichen und einfacheren Prozess für den Manipulator während der Lenksteuerung bereitzustellen.“

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Die Komplexität der Aufgabe wurde daraufhin erhöht, Ratten zeitgesteuert auf eine Reihe voreingestellter Navigationsaufgaben zu lenken, die über Links- und Rechtskurven hinausgehen. Die nächste Aufgabe bestand in einem anspruchsvolleren 3D-Labyrinth, bei dem ein Tunnel durchquert, Säulen vermieden und Stufen auf- und absteigen mussten. Der menschliche Geist kontrollierte sechs Ratten-Cyborgs durch jeweils zehn Läufe durch das komplexe Labyrinth mit einer erstaunlichen durchschnittlichen Erfolgsquote von 90 Prozent.

Die Forscher schrieben, dass ihre Studie “die Machbarkeit der Kultivierung eines Informationspfades zwischen einem menschlichen Gehirn und einem Rattengehirn” demonstrierte, und dass “unsere Manipulatoren die Kontrolle eines Ratten-Cyborgs imstande waren, um die Navigationsaufgaben des Labyrinths reibungslos zu erledigen.” Die Wissenschaftler erklären dies Ihre Ergebnisse legen nahe, dass “ein computergestützter BBI, der Informationen zwischen zwei Entitäten überträgt, faszinierend möglich ist.”

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Verweise

Yoo, Seung-Schik, Kim, Hyungmin, Filandrianos, Emmanuel, Taghados, Seyed Javid, Park, Shinsuk. “Nichtinvasive Brain-to-Brain-Schnittstelle (BBI): Funktionale Verbindungen zwischen zwei Gehirnen herstellen.” Plos One. 3. April 2013.

Anthony, Sebastian „Harvard schafft eine Schnittstelle zwischen Gehirn und Gehirn, mit der Menschen andere Tiere allein mit Gedanken kontrollieren können.“ ExtremeTech . 21. Juli 2013.

Zhang, Shaomin, Yuan, Sheng, Huang, Lipeng, Zheng, Xiaoxiang, Wu, Zhaohui, Xu, Kedi, Pan, Gang. „Kontrolle des menschlichen Verstandes der kontinuierlichen Fortbewegung von Rat Cyborg mit drahtloser Schnittstelle von Gehirn zu Gehirn.“ Wissenschaftliche Berichte. 04. Februar 2019.