Forschungs-Fahrplan Brain-Computer Interfaces: TU Graz koordiniert Förderempfehlungen für die EU

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Forschung und Science Fiction sind seit den frühen 1970er Jahren fasziniert von Gehirn-Maschine-Schnittstellen, kurz BCIs. Ganz abgesehen von Cyborgs und Spieleindustrie liegen die wichtigsten Anwendungspotentiale in der gedankengesteuerten Kommunikations- und Bewegungsunterstützung körperlich behinderter Menschen. Heute stehen BCIs an der Schwelle von Labor-Prototypen zu benutzerfreundlichen, realen Anwendungen. Für das EU-Förderprogramm Horizon 2020 entstand nun unter Federführung der TU Graz eine „BCI Roadmap“, eine Art Fahrplan für die BCI-Forschung für die kommende Dekade. Die Roadmap gibt eine globale Perspektive über BCI-Forschung, zeigt Potentiale und Herausforderungen auf und artikuliert derzeit noch offene Gräben zwischen den aktuellen und künftigen Anwendungen.

Marktpotential zwischen Mensch und Maschine

Gernot Müller-Putz vom Institut für Semantische Datenanalyse der TU Graz koordinierte als international anerkannter BCI-Experte die Ausarbeitung des Forschungs-Fahrplans und erklärt: „Konkret dient die BCI-Roadmap als Orientierungshilfe für Forschungsförderstellen, gibt aber auch der Forschungswelt einen qualifizierten Überblick über den Stand der Dinge und die BCI-Trends.“ BCIs sind heute nicht nur in der Forschung sehr weit vorangeschritten, sondern haben mittlerweile ein enormes Marktpotential – und das nicht nur am medizinischen Sektor. „Wir haben weltweit etwa 150 Unternehmen mit BCI-Bezug identifiziert, von Technologieunternehmen über den Marketingsektor bis hin zur Luftfahrtbranche. Auch kommerzielle Anwendungen in der Unterhaltungsindustrie rücken immer mehr in den Fokus: Ohne sie werden BCIs in absehbarer Zeit kaum leistbar sein. Unsere Horizon 2020 Roadmap zeichnet den Weg zur tatsächlichen, leistbaren und benutzerfreundlichen BCI-Anwendung vor“, so Müller-Putz.

Was BCI kann und können wird

Das internationale Team hinter der BCI Roadmap hat seine Erkenntnisse mit fiktiven Fallstudien skizziert. BCIs der Zukunft können körperliche Funktionen ersetzen, wiederherstellen, verbessern und erweitern. „Das beginnt bei der Fähigkeit zu kommunizieren, geht über Muskel- und Nervenstimulation bis hin zur gesteigerten Aufmerksamkeitskapazität“, fasst Müller-Putz zusammen. Im Jahr 2025 wird es ein breites Spektrum an gehirngesteuerten Anwendungen geben – laut BCI-Roadmap standardmäßig in der medizinischen Behandlung und Therapie und im persönlichen Gesundheitsmonitoring. Neben dem Gehirnsignal werden auch weitere Biosignale, etwa der Herzschlag oder die elektrische Leitfähigkeit der Haut, eine Rolle in der nahtlosen und intuitiven Verbindung von Mensch und Maschine spielen.

Aktuell im Grazer Fokus: Greif-Neuroprothesen

Aktuell koordiniert Gernot Müller-Putz mit seinem Team an der TU Graz das für drei Jahre angelegte EU-Forschungsprojekt „MoreGrasp“ mit dem Ziel, eine sehr anpassungsfähige Greif-Neuroprothese zu entwickeln. Wenn man nicht mehr greifen kann, zum Beispiel bei einer Querschnittlähmung, sind vom Kochen bis zum Zähne putzen viele Dinge des Alltags unmöglich. Plötzlich ist man permanent auf Hilfe angewiesen. Individualisierte Greif-Neuroprothesen können eine enorme Hilfe sein und ein großes Stück Lebensqualität zurückgeben. Die Entwicklung basiert darauf, dass sich das Gehirnstrommuster ändert, wenn man an bestimmte Bewegungen denkt. Die Gehirn-Computer Schnittstelle misst diese Muster und die Neuroprothese stimuliert daraufhin ganz gezielt Muskeln in Armen und Händen – bis sie sich bewegen.

Dieses Projekt ist im Field of Expertise „Human & Biotechnology“ verankert, einem von fünf Forschungsschwerpunkten der TU Graz.

Link zur Horizon 2020 BCI Roadmap:

Infos zum Projekt MoreGrasp:

Kontakt:
Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Gernot Müller-Putz
Institut für Semantische Datenanalyse, Labor für Brain-Computer Interfaces
Tel.: +43 316 873 30700
E-Mail:

TU Graz – Mitglied der TU Austria
http://www.tuaustria.at/

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