Musks Plan, das menschliche Gehirn zu kontrollieren, ist einen weiteren Schritt vorangekommen. Die Westlake University hat einen 1 Quadratmillimeter großen neuronalen Chip entwickelt. Sind Sie bereit, einen Chip in Ihr Gehirn einzubauen?

Das Mädchen, dessen Gehirn noch intakt war, wurde mit Blut wiederbelebt, nachdem der Arzt ihr einen mechanischen Körper eingesetzt hatte.

Der Science-Fiction-Film „Alita“ zeigt eine Zukunftswelt, in der die Mensch-Maschine-Fusion alltäglich geworden ist. Diese verschiedenen Arten von Cyborgs haben Maschinenkörper und menschliche Gehirne, die durch Gehirn-Computer-Schnittstellen verbunden sind.

Dies ist eine weitere Möglichkeit, wie Menschen und Maschinen in der menschlichen Vorstellung miteinander auskommen, und wie bei der künstlichen Intelligenz steht auch hier ein neues Kapitel bevor.

„Die Anhäufung der zugrundeliegenden Technologien für Gehirn-Computer-Schnittstellen hat einen kritischen Punkt erreicht und könnte in den nächsten fünf bis sechs Jahren explodieren.“ Am Advanced Neural Chip Center, das von Professor Mohammed Sawan, dem Lehrstuhlinhaber der Westlake University, gegründet wurde, erklärte der assoziierte Forscher Yang Jie Reportern von Orange Persimmon Interactive, dass in naher Zukunft viele Patienten möglicherweise mithilfe der Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie verschiedene Krankheiten wie hohe Querschnittslähmung, Aphasie, Epilepsie usw. behandeln könnten.

Vor nicht allzu langer Zeit wurde in Peking das weltweit erste interventionelle Gehirn-Computer-Schnittstellenexperiment mit nicht-menschlichen Primaten erfolgreich abgeschlossen. Vor Kurzem gab Musks Unternehmen Neuralink bekannt, dass es die Zulassung der FDA (U.S. Food and Drug Administration) erhalten habe und kurz davor stehe, klinische Studien am Menschen zu beginnen …

Was ist eine Gehirn-Computer-Schnittstelle?

Wie der Name schon sagt, dient die Gehirn-Computer-Schnittstelle dazu, einen Verbindungspfad und Steuerkanal zwischen dem menschlichen Gehirn und externen Geräten herzustellen. Die Informationsverarbeitung im Gehirn beruht auf der Übertragung elektrischer Signale zwischen Neuronen, und das Grundprinzip der Gehirn-Computer-Schnittstelle besteht darin, solche elektrischen Signale zu lesen oder zu schreiben, um Maschinen zu steuern oder das Gehirn zu beeinflussen.

Die ursprüngliche Geschichte der Gehirn-Computer-Schnittstelle ereignete sich 1924 in einem Labor. Der deutsche Psychiater Hans Berger zeichnete erstmals EEG-Signale im menschlichen Gehirn auf.

Erst 1973 schlug Jacques Vidal, ein Informatiker an der University of California in Los Angeles, das Konzept und die Idee einer Gehirn-Computer-Schnittstelle vor und eröffnete damit eine neue Welt der menschlichen Gehirn- und Verhaltenssteuerung.

Vor der Werbetafel im Korridor des Advanced Neural Chip Center erklärte Yang Jie, dass Gehirn-Computer-Schnittstellen je nach technischer Herangehensweise hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt werden können: invasiv und nicht-invasiv. Bei ersteren wird der Schädel operativ geöffnet und das Gerät in das Gehirn implantiert, bei letzteren wird der Kopf mit einem Gerät wie einem Hut bedeckt. Tatsächlich gibt es eine interventionelle Methode, die zwischen beiden liegt und bei der das Gerät über Blutgefäße in das Gehirn eingeführt wird. Die ersten beiden sind häufiger.

Generell gilt: Je tiefer und näher am Hirngewebe, desto klarer und genauer sind die EEG-Signale. Darin liegt der Vorteil invasiver Gehirn-Computer-Schnittstellen. Allerdings können in das Gehirn eindringende Fremdkörper leicht eine Immunreaktion auslösen und der menschliche Körper kann zwischen den Elektroden und dem Nervengewebe Narbengewebe bilden, wodurch die Signalübertragung abgeschwächt wird oder sogar ganz verschwindet.

Mit verschiedenen technischen Ansätzen soll ein Gleichgewicht zwischen Genauigkeit und Sicherheit angestrebt werden. Relativ gesehen sind die Forschungs- und Entwicklungsrisiken invasiver Gehirn-Computer-Schnittstellen größer und auch die technischen Anforderungen und finanziellen Hürden sind höher.

Nach 7 Jahren Finanzierung und 356 Millionen Dollar erreichte das Unternehmen endlich das „menschliche Gehirn“

In den letzten zwei Jahren haben viele Menschen Neuigkeiten zum Thema „Gehirn-Computer-Schnittstelle“ gehört, die meisten davon kamen von einem Unternehmen namens Neuralink. Einer der Hauptgründe für die große Aufmerksamkeit ist, dass Musk der Chef des Unternehmens ist.

Dieses 2016 in Kalifornien gegründete Starunternehmen konzentriert sich auf die Erforschung invasiver Gehirn-Computer-Schnittstellenchips und Implantattechnologien und verfolgt Musks großes Ziel, das menschliche Gehirn zu verändern.

Von 2019 bis heute haben sich die Versuchsobjekte der Gehirn-Computer-Schnittstelle von Neuralink von Mäusen über Schweine und dann über Affen weiterentwickelt und nähern sich dabei allmählich dem menschlichen Körper an. In einer Präsentation im August 2020 stellte Musk den drahtlosen Chip N1 vor, der bis zu 1.024 Elektrodenkanäle unterstützt (am 31. Mai dieses Jahres demonstrierten sie das Modell der nächsten Generation – mit mehr als 16.000 Kanälen). Nachdem N1 in die Großhirnrinde des Versuchsferkels implantiert worden war, gelang es den Forschern, die Bewegungsbahn des Ferkels vorherzusagen, indem sie den von der Gehirn-Computer-Schnittstelle erzeugten Strom erfassten. Im vergangenen Dezember zeigte Musk der Öffentlichkeit erneut ein Video, in dem ein Affen eine Maus und eine Tastatur steuerte, um mit seinen Gedanken zu tippen.

Der N1-Chip liest die Gehirnströme des Ferkels

Affen tippen mit ihrem Verstand

Nachdem gegen das Unternehmen wegen des Verdachts auf Tierquälerei ermittelt wurde und die Sicherheit von Versuchen mit Gehirnimplantaten in Frage gestellt wurde, erhielt das Unternehmen am 26. Mai dieses Jahres schließlich die FDA-Zulassung zur Durchführung klinischer Versuche am Menschen, hat jedoch noch nicht mit der Rekrutierung freiwilliger Patienten begonnen.

Der geschätzte Wert des Unternehmens stieg daraufhin schnell auf rund 5 Milliarden US-Dollar und es hat in sieben Jahren insgesamt 356 Millionen US-Dollar aufgebracht.

Neuralink ist nicht das erste Unternehmen, das ein Gehirn-Computer-Schnittstellengerät in den menschlichen Körper implantiert. Im Jahr 2021 erhielt die von Synchron entwickelte vaskuläre Stentelektrode die FDA-Zulassung für den Beginn von Versuchen am Menschen und die Fertigstellung des ersten Implantats wurde für Juli 2022 angekündigt. Außerdem erhielt das Unternehmen Investitionen von Max Hodak, einem der Mitbegründer von Neuralink, nachdem dieser sich selbstständig gemacht hatte; auch Bill Gates und Bezos zählten zu den Investoren.

Der Grund, warum die FDA ihre Genehmigung für klinische Studien zu Gehirn-Computer-Schnittstellen gelockert hat, liegt hauptsächlich in der rasanten Entwicklung der künstlichen Intelligenz in den letzten Jahren. Neben der Erfassung von EEG-Signalen ist die Interpretation von EEG-Signalen ein weiteres Kernthema der Gehirn-Computer-Schnittstelle. KI kann Analysen mithilfe von Algorithmen für maschinelles Lernen und Training mit EEG-Signaldaten durchführen.

Von der Behandlung von Gehirnerkrankungen zum „Human Transformation Project“

Viele Menschen dürften sich noch an diese Neuigkeit erinnern: Im Jahr 2020 gaben die Zhejiang-Universität und die Abteilung für Neurochirurgie des zweiten angeschlossenen Krankenhauses der medizinischen Fakultät der Zhejiang-Universität gemeinsam bekannt, dass sie die landesweit erste klinische Studie mit einer implantierbaren Gehirn-Computer-Schnittstelle für einen 72-jährigen Mann abgeschlossen hätten, der seit vielen Jahren an allen vier Gliedmaßen gelähmt war. Diese Schnittstelle ermöglichte es ihm, durch seine Gedanken einige einfache „Handlungen“ auszuführen, wie etwa Cola zu trinken, frittierte Teigstangen zu essen usw.

Erst letzten Monat gelang es einem Niederländer, der aufgrund eines Autounfalls zwölf Jahre lang gelähmt war, seine Beine wieder unter Kontrolle zu bringen und wieder zu gehen, indem ihm ein Gerät zur Gehirn-Computer-Schnittstelle in Gehirn und Wirbelsäule implantiert wurde.

Derzeit liegen die Test- und Anwendungsgebiete invasiver Gehirn-Computer-Schnittstellen hauptsächlich im medizinischen Bereich.

„Verschiedene Gehirnerkrankungen begleiten einen Menschen ein Leben lang. Autismus, Depressionen, Epilepsie, Parkinson, Alzheimer … viele dieser Erkrankungen lassen sich nicht vollständig mit Medikamenten behandeln. Eine der wichtigsten Anwendungen von Gehirn-Computer-Schnittstellen ist die Diagnose und Behandlung von Gehirnerkrankungen.“

Yang Jie nannte Beispiele für wissenschaftliche Forschungsprojekte, die derzeit am Zentrum durchgeführt werden: „Bei Patienten mit Epilepsie können beispielsweise implantierte Chips die Gehirnsignale in Echtzeit überwachen. Kurz vor einem epileptischen Anfall zeigt das Gehirn einzigartige Entladungseigenschaften. Der Chip erkennt diese Eigenschaften und sendet dann einen elektrischen Impuls an das Gehirn des Patienten, um den Anfall zu löschen, bevor er entsteht.“ Die Überwachung der Aktivität neuronaler Signale gilt als zuverlässiges Mittel zur Vorhersage neurologischer Erkrankungen.

Bereits 2019 konzentrierte sich ein mehr als ein Dutzend Mitarbeiter umfassendes Team in ihrem Zentrum auf eines: die Entwicklung integrierter Chips zur Erfassung, Verarbeitung und Stimulation neuronaler Signale.

Herkömmliche medizinische Geräte zur Behandlung der Parkinson-Krankheit sind zwar wirksam, aber groß, schwierig zu handhaben und bergen bei Operationen Risiken. Die neueste Forschungs- und Entwicklungsleistung von Yang Jie und seinem Team besteht darin, alle Funktionen in einem Chip von wenigen Quadratmillimetern oder sogar noch kleiner zu integrieren. „Es kann direkt in den Schädel des Patienten eingebettet werden, was weniger invasiv ist und weniger Strom verbraucht.“

Der zweitgrößte Anwendungsbereich von Brain-Computer-Interfaces in der Medizin ist die Rehabilitation beeinträchtigter Funktionen. Das Erkennen der Absichten des Patienten durch Gehirnsignale kann Patienten mit Rückenmarksverletzungen, Schlaganfällen usw. helfen, ihre verlorene Mobilität, Sprache und Wahrnehmungsfähigkeiten (Sehen, Hören usw.) wiederzuerlangen. Das Center for Advanced Neural Chips forscht hierzu auch in Zusammenarbeit mit Krankenhäusern.

Gelähmte können sich „bewegen“ und Blinde können ihr Augenlicht „wiedererlangen“. Dies ist auch Musks Ansicht nach, dass Neuralink dies so früh wie möglich für Menschen tun kann. Das Unternehmen ist davon überzeugt, dass der visuelle Teil der Großhirnrinde auch bei Menschen, die von Geburt an blind sind, noch vorhanden ist.

Gehirn-Computer-Schnittstellen helfen Patienten nicht nur dabei, ihr Leben zu verbessern, sondern können auch in der Unterhaltung, im Handel, in der Industrie und in anderen Bereichen eingesetzt werden. BrainCo mit Sitz in Yuhang verfolgt beispielsweise einen nicht-invasiven Ansatz und seine Produkte decken verschiedene Bereiche ab, wie etwa Rehabilitation, Bildung, Gesundheit und Konsum. Darüber hinaus ist es neben Neuralink das einzige Unternehmen weltweit, das auf dem Gebiet der Gehirn-Computer-Schnittstellen tätig ist und über 200 Millionen US-Dollar an Finanzmitteln aufgebracht hat.

Auf längere Sicht wird erwartet, dass die Gehirn-Computer-Schnittstelle die nächste Generation der Mensch-Computer-Interaktionstechnologie darstellt. Die Interaktion zwischen Mensch und Maschine erfolgt derzeit über Tastaturen, Mäuse und Touchscreens. Der Idealzustand der Zukunft besteht darin, dass das menschliche Gehirn externe Dinge direkt steuern kann. In Musks ultimativer Vision werden digitale Unsterblichkeit und die Koexistenz von Mensch und KI kein Problem mehr sein. Das menschliche Gehirn wird leistungsfähiger und der „Human Transformation Plan“ wird schließlich verwirklicht werden.

Rechtliche und ethische Dilemmata warten auf Diskussion

Wann wird die Brain-Computer-Interface-Technologie flächendeckend eingesetzt? Dies ist möglicherweise eine Frage, die mehr „Melonenesser“ wie Sie und ich wissen möchten.

Kip Ludwig, ehemaliger Leiter des Neurotechnikprogramms der National Institutes of Health, prognostiziert, dass Neuralink mehrere Jahre brauchen könnte, um eine Lizenz für die kommerzielle Nutzung zu erhalten, und mindestens zehn Jahre, um Gehirnchip-Implantate auf den Markt zu bringen. Die Durchführung der entsprechenden klinischen Studien selbst kann mehrere Jahre in Anspruch nehmen.

Trotzdem wecken Musks Erfolge bei Tesla, in der Weltraumforschung und auf anderen Gebieten in der Branche und der Öffentlichkeit immer noch stärkere Assoziationen und Erwartungen hinsichtlich der kommerziellen Aussichten von Gehirn-Computer-Schnittstellen.

Laut Angaben des Forschungsunternehmens Data Bridge Market Research betrug das Marktvolumen für Gehirn-Computer-Schnittstellen im Jahr 2022 1,74 Milliarden US-Dollar und soll bis 2030 5,692 Milliarden US-Dollar erreichen. In den Jahren 2023 und 2024 werden viele führende Unternehmen in die klinische Phase eintreten, was auch ein Schlüsseljahr für den Eintritt von Gehirn-Computer-Schnittstellen in den kommerziellen Markt sein wird.

Nach Ansicht von Yang Jie hat sich die inländische Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie in den letzten Jahren rasant entwickelt und es sind viele entsprechende Unternehmen entstanden. „Im Vergleich zum Ausland gibt es zwar in verschiedenen Aspekten noch einige Unterschiede, aber keinen Generationskonflikt.“ Allerdings bereitet die Operation, bei der ein Loch in den Kopf gebohrt wird, vielen Menschen in diesem Stadium noch immer Nervosität.

Es gibt definitiv psychologische Barrieren. Daher wird die Anwendung invasiver Gehirn-Computer-Schnittstellen zunächst bei der Behandlung von Krankheiten, unheilbaren Krankheiten (Amyotrophe Lateralsklerose, Locked-in-Syndrom usw.), schweren Krankheiten (hohe Querschnittslähmung usw.) beginnen und sich schließlich in Richtung Verbraucherbereich bewegen. Dies ist unserer Ansicht nach ein Entwicklungspfad. Er gab bekannt, dass das Projekt, das das Zentrum derzeit mit seinen Partnerkrankenhäusern durchführt, in den nächsten fünf bis sechs Jahren voraussichtlich noch mehr Patienten zugutekommen wird.

Darüber hinaus stehen uns rechtliche und ethische Dilemmata bevor. Wenn Gehirn-Computer-Schnittstellengeräte im großen Stil eingesetzt werden, wem gehören dann unsere EEG-Signale? Wer hat das Recht zu lesen und zu schreiben? Werden wir, nachdem wir unser Gehirn „eingeschaltet“ haben, von der Außenwelt kontrolliert? Wer kann nach einem Eingriff in die Gehirnmechanismen sicher sein, dass der eigene Wille der Person für die Folgen verantwortlich ist? Wenn die Brain-Computer-Interface-Technologie dazu eingesetzt wird, das menschliche Gehirn zu transformieren und den Menschen in Zukunft mehr Macht zu verleihen, wird dann eine neue digitale Kluft für normale Menschen entstehen, die nicht über „Plug-ins“ verfügen?

Zahlreiche Fragen und Kontroversen warten darauf, untersucht und beantwortet zu werden.

Am 29. Mai gab das chinesische Ministerium für Industrie und Informationstechnologie bekannt, dass es die Gehirn-Computer-Schnittstelle als wichtige Richtung für die Förderung der zukünftigen industriellen Entwicklung betrachten, die Erforschung von Anwendungsszenarien für Gehirn-Computer-Schnittstellen verstärken und die Entwicklung der Gehirn-Computer-Schnittstellenbranche beschleunigen werde.

Am selben Tag wurden Chinas erste „Ethische Grundsätze und Governance-Empfehlungen für Gehirn-Computer-Schnittstellen“ veröffentlicht. Der Vorschlag geht davon aus, dass zu den potenziellen ethischen Risiken von Gehirn-Computer-Schnittstellen folgende gehören: Sicherheitsrisiken durch neuronale Eingriffe, Risiken nicht-autonomer Entscheidungsfindung, Risiken des Verlusts der Privatsphäre des Gehirns, Probleme der Verantwortungszuweisung, Probleme der Identitätserkennung, Probleme der menschlichen Verbesserung, Probleme der Verteilungsgerechtigkeit usw. Er hofft, mehr relevante Parteien dazu zu bewegen, sich mit Gehirn-Computer-Schnittstellen zu befassen und sich aktiv an der ethischen Governance zu beteiligen.

Tong Wei, Reporter von Chengshi Interactive und Metropolis Express