In Entwicklung: US-Technologie für Gehirn-Computer-Schnittstelle

Die US-Unternehmen Butterfly Network und Bridge Neurotech planen die Entwicklung eines Brain-Computer-Interface (BCI) ohne Implantat: Dabei soll funktioneller Ultraschall zum Einsatz kommen. Über eine solche Gehirn-Computer-Schnittstelle könnte KI in der Zukunft Steuerungsbefehle aus dem Gehirn erfassen. Die Forschung befindet sich jedoch noch am Anfang.

Das 2026 gegründete Medizintechnik-Startup Bridge Neurotech aus Kalifornien arbeitet an einer nicht-invasiven Gehirn-Computer-Schnittstelle (Brain-Computer-Interface, kurz BCI) und erhält dabei jetzt Unterstützung von Butterfly Network, einem US-amerikanischen Digital-Health-Unternehmen aus Massachusetts. Konkret wird die Ultraschall-on-Chip-Technologie von Butterfly Network bei Bridge Neurotech nun eingesetzt, um tragbare BCIs ohne Implantat zu entwickeln.

Worum es geht

Schon seit längerem sucht die Forschung nach technologischen Wegen, um KI-gestützte Schnittstellen zwischen dem menschlichen Gehirn und dem Computer zu schaffen. Tragbare Ultraschalltechnologie könnte hier eine mögliche Lösung sein. Die Idee: KI-Modelle könnten in Zukunft die Steuerungsbefehle aus den erfassten Hirnaktivitäten ableiten.

Mit dem Ansatz von Bridge Neurotech würde die Gehirnaktivität über funktionellen Ultraschall in Echtzeit gemessen und dekodiert. Anders als der klassische Ultraschall zeigt der funktionelle Ultraschall nicht nur die statisch ruhende Anatomie eines Organs oder Gewebes, sondern auch dessen Funktion und Bewegung in Echtzeit an.

Tragbare Ultraschalltechnologie

Eine Operation oder ein Implantat wäre dann nicht mehr notwendig. Die Gehirnaktivität würde dabei über ein kopfhörerähnliches Gerät, einen Ultraschallsensor am Kopf, erfasst. Feinste Membranen sollen sogenannte Schallpulse in das Gewebe senden und deren Echos empfangen. Auf diese Weise möchten die Forscher über Durchblutungsmuster erkennen, welche neuronalen Aktivitäten stattfinden. Aufschluss geben dabei der Blutfluss und das Blutvolumen in den einzelnen Hirngefäßen.

Erste Studie in Kalifornien

Eine erste Beobachtungsstudie in Kalifornien untersucht die Technologie derzeit an Hand von zwei Patientengruppen, die auf Grund von Operationen, Verletzungen oder einem Schlaganfall ein schalldurchlässiges Schädelimplantat erhalten haben.

Die Patienten bekommen hierbei einen individualisierten 3D-Druck-Helm, der zwecks Messungen eine Sonde über dem Implantat oder seitlich am Kopf positioniert. Auch wenn bestimmte Änderungen des Hirnblutvolumens durch den intakten Schädel hindurch bereits erfasst werden konnten, gibt es derzeit noch keine Nachweise für aufgabenbezogene Hirnaktivitäten. Dies wäre jedoch die Voraussetzung für eine potentielle Steuerung über ein Brain-Computer-Interface (BCI).

Herausforderungen auf dem Weg

Vor zwei Jahren konnten aufgabenbezogene Hirnaktivitäten bei einem schalldurchlässigen Implantat erstmals nachgewiesen werden – so z. B. bei Aufgaben wie Gitarre spielen oder bei Computerspielen.

Zu den Herausforderungen, welche die Forscher noch bewältigen müssen, gehören die Bildgebung und die Echtzeit-Decodierung. So stellt bei der Bildgebung beispielsweise die individuell stark verschiedene Schalldurchlässigkeit des Schädels ein noch zu lösendes Problem dar.