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pte20190314017 Forschung/Technologie, Computer/Telekommunikation

Neurofeedback macht Superkräfte möglich

Gehirn-Computer-Interface reduziert Stresslevel und verbessert Leistung bei schweren Aufgaben


Neurofeedback warnt vor Stressverhalten (Foto: engineering.columbia.edu)
Neurofeedback warnt vor Stressverhalten (Foto: engineering.columbia.edu)

New York (pte017/14.03.2019/11:30) - Forscher der Columbia Engineering http://engineering.columbia.edu haben ein neues Gehirn-Computer-Interface entwickelt, das in Echtzeit Informationen über den eigenen Grad der Erregung liefert. Dafür werden Elektroenzephalogramme (EEGs) verwendet. Neurofeedback hilft Menschen in Stresssituationen dabei, ihre Erregung zu verringern und ihre Leistung zu optimieren.

In der "Zone" bleiben

Laut Studienleiter Paul Sajda gibt es eine "Zone", einen Geisteszustand, in dem Menschen besonders gut unter schwierigen Umständen arbeiten können. Dafür ist allerdings ein möglichst niedriger Grad an Erregung nötig. Das Neurofeedback soll dabei helfen, in dieser "Zone" zu bleiben. "Die Grundidee von Neurofeedbacks ist, durch EEGs die Gehirnströme zu messen und zurückzuspiegeln. Es gibt hier bereits viele Ansätze, jedoch ist die Anzahl derer, die sich durchgesetzt haben, noch gering", so Jakob Macke, Professor für Computational Neuroengineering an der TU München http://tum.de , gegenüber pressetext.

Laut dem Experten liegt die Herausforderung von Feedbacksystemen in der Feststellung, ob der positive Effekt wirklich aus dem Feedback resultiert. "Bei Experimenten engagieren sich Probanden oft relativ stark für ihre Aufgabe, die bessere Leistung könnte durch höhere Aufmerksamkeit bedingt sein", ergänzt Macke. Um die Anwendung zu testen, wurden Virtual-Reality-Brillen verwendet. Vorgänge, wie beispielsweise ein Flugzeug zu fliegen oder ein Auto unter schlechten Bedingungen zu fahren, wurden simuliert.

Die 20 Probanden konnten bei den Tests durch das Gehirn-Computer-Interface ihre eigene Gehirnaktivität wahrnehmen. Bei der Flugsimulation mussten sie durch immer kleiner werdende Rechtecke fliegen. Die Aufgabe wurde zunehmend schwieriger und der Stress höher. Das Interface stellte den zunehmenden Grad der Erregung als einen immer lauter werdenden Herzschlag dar. Studienautor Josef Faller nach wurden die Weitung der Pupillen und der Herzrhythmus gemessen und mit Tests verglichen, bei denen kein Feedback zum Einsatz kam. Bei der Nutzung des Interfaces konnte eine Verringerung des Erregungsgrades um 20 Prozent festgestellt werden. Auch die Leistung der Probanden verbesserte sich.

Noch kein Gedankenlesen

Macke meint zum Potenzial von EEGs: "Besonders relevant an der Neurotechnik sind nicht-invasive Untersuchungsmethoden, man misst von außerhalb die Gehirnaktivität. Das Problem beim EEG ist die schlechte räumliche Auflösung. Das liegt daran, dass durch die dichte Schädeldecke gemessen wird. Egal, welche Fortschritte in diesem Bereich gemacht werden, eine gute räumliche Auflösung ist physisch nicht möglich."

Dem Experten zufolge lassen sich aber jetzt schon in Echtzeit Werte wie Stresslevel oder Aufmerksamkeit messen. Es sei bereits möglich, Computerspiele über EEGs zu steuern, jedoch nur bei simplen Vorgängen, wie etwa eine gerade Richtung einzuschlagen. "Einzelne Buchstaben können auch mit EEGs ausgewählt werden. Wir sind jedoch weit davon entfernt, komplexe Gedanken oder Bilder lesen zu können", sagt Macke.

Sajda zufolge kann diese Art von Gehirn-Computer-Interface in verschiedenen Bereichen angewendet werden. In Zukunft wollen die Forscher an einem Interface arbeiten, das bei Posttraumatischer Belastungsstörung Stress reduziert. Auch für die Zusammenarbeit zwischen Menschen und Robotern soll das Interface Verwendung finden, sodass ein Roboter über den Erregungszustand des Menschen Bescheid weiß und dementsprechend reagieren kann.



(Ende)
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