Thema: Von der Playstation direkt ins Hirn

[formtapez]

Hmmm digitales Gehirn...
Schon bald eine neue Einnahmequelle für die GEZ?

[Jürgen]

Ich tippe eher auf Analog-Rechner innerhalb der Zelle und auch analoge Kommunikation nach ausserhalb. Dann allerdings wohl auf binären Pegeln, moduliert über Pulsbreite oder -folge.

Auch aus der Analogtechnik wissen wir, dass es da Schwellwertschalter, Multiplizierer, Triggerstufen, Hüllkurvengeneratoren und sogar grundlegende Verknüpfungsformen geben kann, ohne dass das Ganze dadurch digital wird.

Digital heisst nicht in erster Linie binär, denkt an die Signale von QAM usw.
Die müssen zwingend analog übertragen werden, weil sie mit etlichen Amplitudenstufen arbeiten. Begrenzt man hart, wie's bei binären Signalen ganz üblich ist, gehen grosse Teile des Inhalts verloren. Siehe DSL oder "Analog"-Modem...
Analoges FM dagegen passt durchaus durch binäre Kanäle.

Im Übrigen arbeiten auch unsere heutigen Computer intern teils nicht mehr mit nur zwei Pegeln, spätestens seit AGPx8...

Ich fürchte, diese sonst sicher sehr kompetenten Forscher kennen sich mit technischer Signalübertragung wirklich nicht aus.

[SiLæncer]

Mit der Abnahme von Gehirnwellen lassen sich Cursor auf dem Bildschirm steuern oder Prothesen bedienen. Nun hat der Computerwissenschaftler Rajesh Rao, Leiter der Neural System Group an der University of Washington, zeigen können, dass sich damit auch ein humanoider Roboter steuern lässt. Eine Kappe mit 32 Elektroden nimmt die Gehirnwellen ab.


EEG-Kappe zur Steuerung des Roboters [Bild: Neural Systems Lab]

Die Person, die den Roboter über das EEG steuert, beobachtet auf einem Bildschirm die Bewegungen des Roboters. Eine Kamera ist am Roboter angebracht, die andere über ihm. Die Steuerung beschränkt sich allerdings noch auf wenige Befehle. Auf der Tagung Current Trends in Brain-Computer Interfacing in Whistler, B.C., konnte Rao aber demonstrieren, dass der semi-autonome Roboter über die Abnahme der Gehirnwellen zu bestimmten Orten gesteuert werden konnte, um einen von zwei dort befindlichen Gegenständen aufzunehmen und an einen von zwei vorher festgelegten Orten zu bringen. Bei der Demonstration befand sich die Person in einem anderen Raum als der Roboter.

Die Gegenstände, zwischen denen gewählt werden kann, werden von der Roboterkamera aufgenommen und auf dem Bildschirm gezeigt. Dort leuchten sie in einem zufälligen Rhythmus auf. Betrachtet der Benutzer das Objekt, für das er sich entschieden hat, dann verursacht das Aufleuchten ein mit dem EEG messbares Überraschungsmuster der Gehirnaktivität. Dies wird dann als Befehl für den Roboter verwendet, diesen Gegenstand zu nehmen. Auf ähnliche Weise kann die Bewegung des Roboters im Raum gesteuert werden.

Aufgreifen eines ausgewählten Objekts [Bild: Neural Systems Lab]

Rao hofft, dass solche semi-autonomen Roboter irgendwann, wenn die Technik besser ausgereift ist, beispielsweise Behinderten helfen könnten. Rao betont, dass die EEG-Steuerung nichtinvasiv ist. Allerdings sei sie in ihrer Genauigkeit sehr beschränkt, da nur sehr einfache Befehle erfasst werden könnten. Daher müssten die Roboter relativ autonom sein und sich an ihre Umgebung anpassen können, um Hindernissen ausweichen, beliebige Gegenstände holen oder mehrere Räume durchwandern zu können. Ein humanoider Roboter wurde deswegen benutzt, weil er sich besser in den von Menschen bewohnten Räumen bewegen kann, in denen es beispielsweise Treppen gibt.

Quelle : www.heise.de

[SiLæncer]

Verräterische Muster im Gehirn

Wissenschaftlern ist es erstmals gelungen, die Absichten von Probanden an ihrer Hirnaktivität abzulesen

Unsere Gedanken kann niemand wirklich lesen. Was wir planen und vorhaben, bleibt anderen Menschen verborgen, bis wir es in die Tat umsetzen – das glauben wir zumindest. Forschern des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften ist es jetzt allerdings gelungen, die Absichten ihrer Versuchspersonen schon im Voraus zu entschlüsseln. Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftler in Current Biology Online veröffentlicht.

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Quelle : www.heise.de

[SiLæncer]

Wiener Wissenschaftler durchleuchten Mäusehirne

Forscher der technischen Universität von Wien haben erstmals Gehirnstrukturen bis auf die Ebene einzelner neuronaler Verbindungen in ein 3D-Modell übertragen. Am Computer lassen sich so die Vorgänge beim Denken und Lernen sichtbar machen.

Unter der Leitung von Hans-Ulrich Dodt, Professor für Bioelektronik, hat man an der TU Wien Gehirne von Mäusen zunächst einem Laserscan unterzogen. Das Gewebe wurde dazu in eine ölige Flüssigkeit gelegt, die denselben Brechungsindex wie die Proteine aufweist. Dadurch werden, je nach Fokussierung des Lasers, die Gehirnstrukturen transparent. Die Daten wurden anschließend in einen Rechner übertragen und dort als 3D-Modell zusammengesetzt.

Diese Visualisierung ermöglicht es den Wissenschaftlern, die Darstellung frei zu drehen und Einblick in ein physisch intaktes, aber nicht mehr lebendes Gehirn zu nehmen. Besonderes Interesse galt bei den Versuchen dem Hippocampus, in dem das Kurzzeitgedächtnis sitzt. Die Forscher erhoffen sich Erkenntnisse über die Veränderungen an den Nervenzellen (Synapsen) des Gehirns bei Lernvorgängen. Professor Dodt nennt sein Verfahren "Ultramikroskopie".

Die Ultramikroskopie erreicht eine höhere Auflösung als bisherige Tomographie-Verfahren wie MRI (Magnetic Resonance Imaging), da sie bis auf das Niveau einer einzelnen Zelle reicht, was unerlässlich für die Darstellung von Gehirnstrukturen ist. Ihre Ergebnisse wollen die Wissenschaftler in der April-Ausgabe der US-Zeitschrift "Nature Methods" veröffentlichen.

In weiteren Schritten will das Team um Dodt sich der Großhirnrinde widmen, um dort neuronale Erkrankungen wie Alzheimer besser verstehen zu lernen. Auch an eine Anwendung des Verfahrens bei der Ausbildung von Medizinern ist gedacht, die durch den Flug durch ein Gehirn die komplexen Strukturen schneller begreifen sollen.

Quelle : www.golem.de

[SiLæncer]

Mit Hilfe der so genannten funktionalen Magnetresonanz-Tomographie, kurz fMRI, können Forscher Versuchspersonen inzwischen dabei zusehen, wie sie Gedanken formulieren und Muster erkennen. Der Kognitionsforscher John-Dylan Haynes vom Berliner Bernstein Center for Computional Neuroscience nutzt dabei so genannte Dekodierer, die aus den fMRI-Aufnahmen des menschlichen Denkapparats Vorschläge aufbereiten, was eine Versuchsperson möglicherweise gedacht haben könnte.

Gedankenlesen kann ein solches System natürlich nicht – die eingesetzten Hochleistungsrechner gleichen nur bekannte Muster mit neuen fMRI-Bildern ab, um etwa zu erkennen, ob eine Versuchsperson an einen Kreis oder ein anderes Objekt gedacht haben könnte. Dennoch glaubt Forscher Haynes im Gespräch mit dem Technologie-Magazin Technology Review, dass es eines Tages hocheffektive Techniken geben werde, mit der sich auch komplexe Gedankengänge aus den Gehirnaktivitäten lesen lassen.

"Die ethischen Probleme des Brain-Readings sind in den letzten Jahrzehnten schon oft im Zusammenhang mit Lügendetektoren diskutiert worden. Die Frage war, inwiefern man die "mentale Privatsphäre" des Menschen vor technischen Zugriffen schützen sollte", so Haynes. "Wenn es eine hypothetische Möglichkeit gäbe, einen Terroristen an seiner Gehirnaktivität zu erkennen, können wir uns dann dagegen sperren, solche Verfahren einzusetzen? Wir brauchen also eine neue ethische Debatte darüber, in welchen Bereichen wir Brain-Readings zulassen wollen, und in welchen nicht."

Siehe dazu in Technology Review online:

    * "Eine ganz neue ethische Debatte" -> http://www.heise.de/tr/artikel/88477

Quelle : www.heise.de

[Jürgen]

Wenn es eine hypothetische Möglichkeit gäbe, einen Terroristen an seiner Gehirnaktivität zu erkennen, können wir uns dann dagegen sperren, solche Verfahren einzusetzen?

Hoffentlich liest das der Schäuble nicht...

Ganz klar ist jedenfalls, dass sowohl die Neuronen- als auch die eigentlichen Denk-Strukturen individuell und häufig einzigartig sind.
Allein aus der Beobachtung grober Hirn-Areale kann man allenfalls auf die allgemeine Gefühlsebene rückschliessen, oder gedankliche Anstrengung entdecken, keinesfalls konkrete Inhalte oder nur Themen dessen, was die Aktivitäten verursacht.
Und es ist keinesfalls sicher, dass die auffälligen Hirnaktivitäten überhaupt die entscheidenden sind, auf einen bestimmten Gedankenweg bezogen.
Glücklicherweise ist es völlig unmöglich, alle Neuronen und Synapsen präzise zu beobachten. Erst recht nicht die bisher völlig unverstandenen Abläufe innerhalb einer komplex vernetzten Zelle, quasi einem Ein-Bit-Computer mit fuzzy logic.

Das Ganze ist genauso sinnlos, wie ein laufendes Computerprogramm mit 'nem Kompass analysieren zu wollen, um einen Bug zu finden oder einen Algo zu knacken.

Bei Software ist jedes Bit von entscheidender Bedeutung, im Zusammenhang mit all seiner Umgebung.
Bei'm Denken ist's ähnlich, denn manche Gehirne beinhalten sogar eine Prise Logik...

[SiLæncer]

Wie weit erlauben es uns die neuesten Methoden der Hirnforschung, in die menschliche Gedankenwelt einzudringen? Welche Prozesse können wir durch die Aufnahme neuronaler Aktivierung und mit Gehirn-Computer-Schnittstellen steuern? Zu diesen Fragen hat für heute die Gottlieb Daimler- und Karl Benz-Stiftung führende Hirnforscher aus aller Welt nach Berlin geladen. Zwei PDFs auf der Tagungsseite geben mit einer Einführung in die Gedankenforschung und Statements der Referenten einen Überblick dazu.

Die wissenschaftliche Leitung der Tagung übernahmen die Berliner Professoren John-Dylan Haynes vom Bernstein Center for Computational Neuroscience und Gabriel Curio vom Universitätsklinikum Charité. Haynes berichtete von seinen Versuchen, verdeckte Absichten oder einfache Entscheidungen mithilfe von Mustererkennungsalgorithmen zu entschlüsseln, die er auf Daten aus dem Hirnscanner anwandte. Der Einsatz dieser Verfahren ist schon aus der Bilderkennung oder der DNA-Analyse bekannt und wird seit kurzem auch von Hirnforschern versucht. Ihre Daten, die sie beispielsweise mit der funktionellen Magnetresonanztomographie (Kernspintomographie) bei psychologischen Experimenten messen, erlauben einen Rückschluss auf die neuronale Aktivierung im Gehirn. Haynes gelang es dabei, mit 60- bis 70-prozentiger Wahrscheinlichkeit die Hirndaten korrekt den Absichten und Entscheidungen der Probanden zuzuordnen, wobei der Zufallswert bei 50 Prozent liegt. Sein Kollege Curio stellte seine Forschungsarbeiten vor, bei denen Versuchspersonen erfolgreich Computerinterfaces durch gedankliche Steuerung benutzen konnten. Curio arbeitet jedoch im Gegensatz zu Haynes mit Elektroden, die elektrische Ströme auf der Kopfhaut aufzeichnen.

Einen Schritt weiter geht der auch zur Tagung geladene Hirnforscher Miguel Nicolelis, Professor am Duke University Medical Center in Durham, USA. In seinen Experimenten werden Affen Elektroden in die motorischen Gehirnbereiche implantiert, die dann die neuronale Aktivität einzelner Zellen aufzeichnen. Seine viel versprechenden Ergebnisse könnten mittelfristig zu gedanklich gesteuerten Prothesen führen. Diese würden es Patienten, die einen Arm oder ein Bein verloren haben, erlauben, ihre Gliedmaßen in natürlicher Weise zu bewegen und gar als einen Teil ihres Körpers zu erleben. Adrian Owen von der MRC Cognition & Brain Sciences Unit in Cambridge stellte seine Studien vor, die Patienten helfen sollen, die im Wachkoma liegen. Es gilt als umstritten, ob diese Menschen bei Bewusstsein sind und Informationen aus ihrer Umwelt wahrnehmen, da sie nicht mit anderen kommunizieren können. In Owens Experimenten wurden diese Patienten im Gehirnscanner untersucht, während man ihnen über Kopfhörer bestimmte Anweisungen gab. Die gefundene Hirnaktivierung könnte einen Hinweis darauf liefern, dass manche der Patienten bei Bewusstsein sind und damit die klinische Praxis für Wachkomapatienten verbessern.

Die öffentliche Tagung hat dabei nicht nur den gegenwärtigen Stand der Forschung dargestellt, sondern auch auf technische und ethische Grenzen der Studien hingewiesen. Der Wissenschaftshistoriker Cornelius Borck, Professor an der McGill Universität in Kanada, erinnerte an die weit reichenden Spekulationen der Hirnforscher, als diese in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts mit Elektroden messbare Gehirnströme entdeckten, die zur Methode der Elektroenzephalographie (EEG) führten. Viele davon seien bis heute nicht eingelöst worden. Außerdem sprachen Gisbert zu Pulitz, Vorstandsvorsitzender der Stiftung und Physikprofessor an der Universität Heidelberg, und der Mainzer Philosophieprofessor Thomas Metzinger von einer "mentalen Privatsphäre" oder einem "Datenschutz fürs Gehirn". Die Tagung machte deutlich, dass die Zulässigkeit der neuen Verfahren im Alltag durch ethische und öffentliche Diskussionen geprüft werden muss, da sie in den innersten Bereich der menschlichen Psyche vordringen.

Quelle : www.heise.de

[SiLæncer]

Fortschritte der Neurowissenschaft beim Gedankenlesen

Wie weit können wir in die menschliche Gedankenwelt vordringen und ist ein Datenschutz für das Gehirn erforderlich?
Neue Verfahren der Hirnforschung erlauben es Forschern, bisher ungeahnte Schlüsse über geistige Prozesse zu ziehen. Dabei liegen Schwerpunkte darauf, Bewusstseinsinhalte zu entschlüsseln und Computer oder gar künstliche Prothesen per Gedankenkraft zu steuern. Da die Methoden in den intimsten Bereich der menschlichen Psyche vordringen, müssen sie auch in einer ethischen und öffentlichen Diskussion auf ihre Alltagstauglichkeit überprüft werden.

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Quelle : www.heise.de