Wenn Gehirn-Computer-Schnittstellen Realität werden, wie weit sind wir dann vom Cyberpunk entfernt?

Abbildung 1: Header-Bild, Quelle: Yunnan University Student Network

Im Mai dieses Jahres kündigte ein amerikanisches Unternehmen für Gehirn-Computer-Schnittstellen den Beginn klinischer Studien am Menschen an. Die Brain-Computer-Interface-Technologie hat einen wichtigen Schritt in die Zukunft gemacht. Vielleicht können wir eines Tages wirklich in die Welt des Cyberpunk eintauchen.

1. Wie wird über die Gehirn-Computer-Schnittstelle eine Mensch-Computer-Verbindung hergestellt?

Über ein Datenkabel kann das Bewusstsein des menschlichen Gehirns ins Internet hochgeladen und Gehirnwellen zur direkten Steuerung technologischer Produkte verwendet werden. Dies ist die Welt, die uns in Science-Fiction-Werken wie „Ghost in the Shell“, „Cyberpunk 2077“ und „Matrix“ dargestellt wird.

Heute stehen wir angesichts der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie möglicherweise kurz davor, diese Science-Fiction-Geschichten Wirklichkeit werden zu lassen.

Abbildung 2: Das Pionierwerk des Cyberpunk: Träumen Androiden von elektrischen Schafen? ”, Bildquelle: Game Time Forum

Abhängig von der unterschiedlichen Funktionsweise von Brain-Computer-Interfaces kann zwischen „invasiven“ und „nicht-invasiven“ Brain-Computer-Interfaces unterschieden werden. Der Hauptunterschied zwischen beiden besteht darin, ob eine physische Veränderung des Benutzers erforderlich ist.

Darüber hinaus umfasst die breite Definition von Brain-Computer-Interfaces auch technologische Prothesen in Werken wie „Battle Angel Alita“ und „Cyberpunk 2077“.

Abbildung 3: Die nicht-invasive Schnittstelle im Film Avatar, die eine Bewusstseinsübertragung durch eine Winterschlafkapsel ermöglicht

Abbildung 4: Invasive Gehirn-Computer-Schnittstelle im Film „Matrix“, bei der die Drähte direkt in den menschlichen Körper eingeführt werden

Die Gehirn-Computer-Schnittstelle ist keine neue Technologie. Seine Entwicklungsgeschichte lässt sich bis zum Zweiten Weltkrieg zurückverfolgen. Derzeit wird die Brain-Computer-Interface-Technologie hauptsächlich im medizinischen Bereich eingesetzt.

Die heute allgemein bekannte Form der Gehirn-Computer-Schnittstelle geht auf ein Konzept zurück, das Professor Jacques Davil 1973 vorschlug: „Sie ermöglicht die direkte Verbindung des Gehirns mit einer externen Maschine. Sie ermöglicht die Umwandlung elektrischer Computersignale in elektrische Gehirnsignale und ermöglicht so den Informationsaustausch zwischen Gehirn und Maschine. Sie ermöglicht sogar die Fälschung von Informationen, um das menschliche Gehirn zu täuschen.“

Kurz gesagt: Die Brain-Computer-Interface-Technologie erhält Informationen vom Gehirn, indem sie Signale aus den kortikalen Schichten verschiedener Gehirnregionen erfasst und anschließend bestimmt, was Sie tun möchten.

Als Brücke zwischen Gehirn und Computer ist die Gehirn-Computer-Schnittstelle im Wesentlichen ein Eingabe- und Ausgabegerät. Die erste ist die Ausgabe, also die Aufzeichnung der von den Neuronen gesendeten Informationen, und die zweite ist die Eingabe, also die Art und Weise, wie Informationen eingegeben werden, d. h. wie Neuronen stimuliert werden.

Abbildung 5: Die Titelseite von Jacques Davils Aufsatz über Gehirn-Computer-Schnittstellen, Quelle: Annual Reviews

Vergleicht man das Gehirn mit einem Stadion, dann entspricht die Gehirnaktivität dem Sportgeschehen im Stadion.

Sie können Sportereignisse durch die Übertragung außerhalb des Stadions verfolgen oder den Spielverlauf anhand des Jubels des Publikums im Stadion beurteilen, aber Sie können nie die Einzelheiten des Spiels erfahren.

Die importierte nichtinvasive Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie ist so, als würde man als Beobachter vor einem Sportstadion stehen und kann die neuronale Aktivität nur von außen überwachen, was bedeutet, dass viele Details verschwommen sind.

Die Verwendung einer invasiven Gehirn-Computer-Schnittstelle ist, als ob Sie direkt in ein Stadion gehen und das Spiel im Publikum ansehen würden, wo Sie direkt auf Informationen aus Ihren Nerven zugreifen können.

Wie viele Informationen Sie erhalten, hängt davon ab, wie tief Sie in das Stadion vordringen. Die Szenerie, die Sie vom Gang aus und von der ersten Zuschauerreihe aus sehen, wird natürlich unterschiedlich sein.

2. Aktuelle Gehirn-Computer-Schnittstellen

Obwohl die großen Unternehmen für Gehirn-Computer-Schnittstellen klinische Tests mit Gehirn-Computer-Schnittstellen am Menschen durchgeführt haben, bedeutet dies nicht, dass diese Technologie in kurzer Zeit große Fortschritte machen wird. Derzeit können Gehirn-Computer-Schnittstellen nicht alles so fantasievoll miteinander verbinden wie in Science-Fiction-Werken. Sie können lediglich elektronische Geräte steuern, bei der Diagnose und Rehabilitation körperlicher Erkrankungen helfen usw.

Abbildung 6: Hawking und sein Rollstuhl, Quelle: Tencent

Abbildung 7: Bei der Fußballweltmeisterschaft 2014 in Brasilien halfen Gehirn-Computer-Schnittstellen und Exoskelett-Technologie einem behinderten Teenager, das Spiel anzustoßen. Quelle: Live-Video der Eröffnungszeremonie

Abbildung 8: Im Jahr 2020 schloss die Zhejiang-Universität die erste klinisch-translationale Forschung zu implantierbaren Gehirn-Computer-Schnittstellen in China ab. Quelle: Nachrichtenbüro der Zhejiang-Universität

3. Die Zukunft der Gehirn-Computer-Schnittstellen

Nach Schätzungen der Unternehmensberatung McKinsey wird das potenzielle Marktvolumen für medizinische Anwendungen im Bereich der Gehirn-Computer-Schnittstellen im nächsten Jahrzehnt voraussichtlich 40 Milliarden US-Dollar übersteigen. Das wirtschaftliche Potenzial dieser Technologie liegt auf der Hand.

Gehirn-Computer-Schnittstellen eröffnen der Gesellschaft zwar neue Möglichkeiten, bringen aber auch Ängste mit sich. „Neuromancer“, erschienen 1984, erzählt die Geschichte eines Hackers, der mithilfe einer Gehirn-Computer-Schnittstelle in der Internetwelt Chaos anrichtet. Die Geschichte schildert die unendliche Sehnsucht der Menschen nach einem technologischen Leben in der Zukunft, aber auch ihre unendliche Sorge über die potenziellen Bedrohungen, die von der Technologie ausgehen.

Auf jeden Fall ist die Gehirn-Computer-Schnittstelle immer noch der Trend der Zukunft und könnte zu einer weiteren weitreichenden technologischen Revolution seit der Erfindung des Computers werden. Was die zukünftigen Gehirn-Computer-Schnittstellen anbelangt, müssen wir abwarten.

Abbildung 9: Konzeptkarte von Neuromancer, Quelle: Steam

Verweise

[1] Künstliche Ionenneuronen können für zukünftige elektronische Speicher verwendet werden[N]. Zhang Mengran. Tägliche Wissenschaft und Technologie. 2021-08-09 (004).

[2] Das Gehirn mit der Zukunft verbinden: Hat die Gehirn-Computer-Schnittstelle einen Wendepunkt erreicht? [N]. Tao Li. Business Herald des 21. Jahrhunderts. 2022-09-09 (012).

[3] Gehirn-Computer-Schnittstelle: Wie weit ist sie davon entfernt, Träume Wirklichkeit werden zu lassen? [N]. Xu Weibing. China Wirtschaftszeiten. 2022-09-16 (002).

ENDE

Quelle: Global News, Zhihu

Nature Magazin, Jahresrückblicke, Tencent News

Autor: Tang Yu Communication University of China

Herausgeber: Guru