Mit der Kraft der Gedanken Flugzeuge lenken

Christopher Onkelbach
Wie von Geisterhand bewegt sich der Steuerknüppel des Flugzeugs, während sich der Pilot konzentriert.
Wie von Geisterhand bewegt sich der Steuerknüppel des Flugzeugs, während sich der Pilot konzentriert.
Foto: Andreas Heddergott
Wie wir nur mit dem Hirn in Zukunft immer mehr Maschinen steuern können. Experimente im Simulator zeigen, dass die Technik heute schon so weit ist, dass man damit durchaus den Flugschein machen könnte. Sogar Querschnittsgelähmte könnten durch die Technik wieder mobil werden.

Allein mit der Kraft der Gedanken Gegenstände bewegen oder durch pure Konzentration eine Maschine lenken – das kannte man bislang eher aus Science Fiction-Filmen. Doch seit langem arbeitet auch die Wissenschaft an dieser Vision. Mensch und Maschine, Gehirn und Computer werden zu diesem Zweck miteinander verknüpft. Die Forschung spricht von „Brain Computer Interfaces“, kurz BCI. Für Aufsehen sorgten bereits Experimente mit Menschen, die nur mit Gedankenkraft gemalt, E-Mails geschrieben, Roboterarme bewegt und sogar geflippert haben. Die raffinierte Technologie ist vielseitig einsetzbar. So arbeitet die Medizin an „intelligenten Prothesen“, die Gelähmten zu mehr Bewegungsfreiheit verhelfen können. Doch auch das Militär interessiert sich dafür, etwa für gedankengesteuerte Waffensysteme oder technisch aufgerüstete Kämpfer.

Denken statt lenken: Ein spektakulärer Schritt zu einer direkten Hirn-Maschine-Verbindung gelang jetzt Forschern der Technischen Universität München. Sie ließen Testpersonen in einem Simulator ein Flugzeug allein mit Hilfe ihrer Hirnströme steuern. Das gelang erstaunlich gut, es hätte sogar für einen Flugschein gereicht, wie die Forscher berichten. Damit Mensch und Maschine sich verstehen können, setzen die Wissenschaftler um Projektleiter Tim Fricke den „Testpiloten“ eine Haube auf den Kopf, die mit zahlreichen Elektroden ausgerüstet ist und die Hirnströme des Piloten abgreift. Die Signale werden von einem von der TU Berlin entwickelten Programm entschlüsselt und dann in exakte Steuerungsbefehle umgewandelt.

Punktlandungen sind möglich

Wichtig: Das Programm wertet dabei nur die elektrischen Impulse des Gehirns aus, die für die Steuerung des Fliegers nötig sind. Alle anderen „Regungen“ werden ausgeblendet. Von der Genauigkeit, mit der die Testflieger den Kurs abflogen und sogar Punktlandungen hinlegten, waren die Forscher selbst überrascht. „Durch die Hirnsteuerung könnte das Fliegen einfacher werden. Das würde die Arbeitsbelastung der Piloten verringern und die Sicherheit erhöhen“, meint Tim Fricke.

Wie die Sache funktioniert, ist im Grunde seit Jahren bekannt. Schon im Herbst 2003 gingen Schlagzeilen um die Welt, als US-Forscher einem Affen beibrachten, einen Roboterarm allein durch Gedankenkraft zu bewegen. Seither wurden die Hirn-Computer-Schnittstellen stetig weiterentwickelt. Später ließen US-Forscher Testpersonen Hubschrauber mittels Elek­trodenkappe absturzfrei durch einen Hindernisparcours fliegen, und Berliner Wissenschaftler entwickelten eine Gedankenlenkung für das Auto, das auf dem Flughafen Tempelhof getestet wurde. Jetzt arbeitet das Team um Prof. Raul Rojas daran, das System zu optimieren: „Bei unseren Testfahrten konnte ein mit EEG-Sensoren ausgestatteter Fahrer das Auto zwar pro­blemlos kontrollieren, es gab lediglich eine leichte Verzögerung zwischen den angedachten Befehlen und der Reaktion des Autos.“ Nur eine Frage der Zeit, bis Denken und Lenken eins werden.

Steuerung des Exoskeletts

Große Hoffnungen setzen Gelähmte auf solche Systeme. Vor rund zwei Jahren erregte ein Experiment Aufsehen, bei dem eine Amerikanerin, die durch einen Hirnschlag seit 15 Jahren vom Kopf abwärts gelähmt war, zum ersten Mal wieder ohne Hilfe Kaffee trinken konnte. Sie führte den Becher mit einem Roboterarm zum Mund, den künstlichen Helfer – vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt entwickelt – steuerte sie mit ihren Gedanken. Eine winzige in ihr Gehirn eingepflanzte Elektrode übertrug die Signale an ein Kontrollprogramm. „Es ist komfortabel und fühlt sich ganz natürlich an, mir vorzustellen, dass sich meine rechte Hand in die Richtung bewegt, in die ich den Roboterarm steuern möchte“, sagte die Patientin.

Seit 2011 erprobt ein Expertenteam um Prof. Thomas Schildhauer von der Bochumer Uniklinik Bergmannsheil den „Roboteranzug“ HAL, der in Japan entwickelt wurde. Den querschnittsgelähmten Patienten werden von der Hüfte abwärts weiße Kunststoffgliedmaßen umgeschnallt. „Exoskelett“ nennen Fachleute diese hilfreiche Apparatur. HAL nimmt die schwachen Signale im Muskel mittels Sensoren über die Haut auf und setzt die Motoren des Exoskeletts in Gang. HAL übernimmt also für den Patienten die Schrittbewegung durch die direkte Ankopplung an sein Nervensystem. In Deutschland ist das Bergmannsheil die einzige Klinik, an der ein Roboteranzug erprobt wird.

Kriegerische Zwecke

Doch die Erkenntnisse der Hirnforschung können auch zu kriegerischen Zwecken eingesetzt werden. Drohnen oder andere Waffensysteme könnten in naher Zukunft mit Gedanken gesteuert werden. Waffen, die mit neuronalen Schnittstellen gesteuert werden, könnten schneller und präziser eingesetzt werden, glauben Experten. Auch die Idee, Soldaten direkt von Hirn zu Hirn miteinander kommunizieren zu lassen, interessiert die US-Armee. Dahinter stehe die Idee eines „automatischen Soldaten“. Ob diese Vision aber jemals Wirklichkeit wird, ist nach Ansicht von Neurowissenschaftlern fraglich.