15.07.2021

Durch Gehirnimplantat und Brain-Computer-Interface: Mann „spricht“ nach 15 Jahren wieder

Neue Entwicklungen in der Gehirnforschung lassen Menschen ohne die Fähigkeit zu sprechen Hoffnung schöpfen.
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Gehirnimplantat, UCSF, Schlaganfall, Reden, Sprechen, Denken Reden
(c) UC San Francisco (UCSF)/YouTube/Screenshot - US-Wissenschaftler mit Durchbruch beim Brain-Computer-Interface.

Wie das „New England Journal of Medicine“ berichtete, haben kalifornische Forscher ein Gehirnimplantat (Neuroprothese) entwickelt, das Signale des Hirns in Worte auf einem Computerbildschirm übersetzt. Damit eröffnet sich die Möglichkeit Menschen zu helfen, die die Fähigkeit zu sprechen aufgrund von Krankheiten oder Verletzungen verloren haben.

„Wir haben ein subdurales, hochdichtes Multielektroden-Array über dem Bereich des sensomotorischen Kortex implantiert, der die Sprache bei einer Person mit Anarthrie (Anm: Verlust der Fähigkeit, Sprache zu artikulieren) aufgrund eines Hirnstamm-Schlaganfalls kontrolliert“, beschreibt das Forscherteam in ihrem veröffentlichten Artikel. „Im Verlauf von 48 Sitzungen zeichneten wir 22 Stunden kortikale Aktivität auf, während der Teilnehmer versuchte, einzelne Wörter aus einem Vokabular von 50 Wörtern auszusprechen.“

Sätze mittels Wahrscheinlichkeit dekodieren

Dabei wurden Deep-Learning-Algorithmen verwendet, um Computermodelle für die Erkennung und Klassifizierung von Wörtern anhand von Mustern in der aufgezeichneten kortikalen Aktivität zu erstellen. „Wir wendeten diese Computermodelle sowie ein natürliches Sprachmodell an, das Wahrscheinlichkeiten für das nächste Wort aus den vorangegangenen Wörtern einer Sequenz ermittelt, um ganze Sätze zu dekodieren, während der Teilnehmer versucht, sie zu sagen“, so die Forscher weiter.

Um das Ganze zu testen, holten sich die Forscher der „University of California“ in San Francisco, die Hilfe eines Mannes in den Dreißigern, der durch einen schweren Schlaganfall 15 Jahre zuvor die Fähigkeit zu sprechen verloren hatte. Ihm wurde ein kleines rechteckiges Feld von Elektroden chirurgisch an der äußeren Oberfläche seines Gehirns angebracht.

UCSF-Video über die Neuroprothese

Im Laufe von 81 Wochen schlossen die Forscher einen Computer an das Array an, um die Gehirnaktivität des Mannes aufzuzeichnen, während er einzelne Wörter auf einem Bildschirm sah und sich vorstellte, sie laut auszusprechen. Anfangs konnten in 47 Prozent der Fälle die Worte genau identifiziert werden. Als die Wissenschaftler später Algorithmen zur Wortvorhersage einsetzten, die der „Auto-Suggest“-Funktion von E-Mail- und Textverarbeitungsprogrammen ähneln, stieg die Genauigkeit auf 76 Prozent.

Erste Worte aus Hirnaktivität

Die Technologie steht noch am Anfang – der Wortschatz eines Kindes in der Volksschule besteht aus mehreren Tausend Worten – stellt aber dennoch einen Durchbruch dar. „Unseres Wissens ist dies die erste erfolgreiche Demonstration der direkten Dekodierung ganzer Wörter aus der Hirnaktivität einer Person, die gelähmt ist und nicht sprechen kann“, sagte etwa Eddie Chang, Neurochirurg an der Universität und leitender Autor der Arbeit. „Es ist vielversprechend, die Kommunikation wiederherzustellen, indem man die natürliche Sprachmaschinerie des Gehirns anzapft.“

Gesponsert wird die Forschungsarbeit mitunter von Facebook. Das Unternehmen setzt seine Hoffnungen auf die Entwicklung eines nicht-invasiven, tragbaren Geräts, das Personen das Tippen durch Denken ermöglichen soll.

Mark Zuckerberg dazu: „Interessanter Meilenstein des Brain-Computer-Interface-Teams, das Facebook an der UCSF unterstützt hat: Ein Forschungsteilnehmer mit schwerem Sprachverlust war in der Lage, über eine Schnittstelle zu kommunizieren, die erkennt, was er zu sagen versucht, indem sie Gehirnsignale dekodiert, die von seinem motorischen Kortex an seinen Vokaltrakt gesendet werden. So etwas ist noch nie zuvor gemacht worden, und es ist großartig zu sehen, wie verschiedene neurowissenschaftliche Ansätze für Schnittstellen große Schritte nach vorne machen (ebenso wie unsere Arbeit, die Signale zu verstehen, die das Gehirn an die motorischen Neuronen in unseren Handgelenken sendet). Herzlichen Glückwunsch an das UCSF-Team zu diesem Fortschritt!“

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Impression vom VERBUND Venture Day 2026 | (c) VERBUND / elephant and porcelaine
Impression vom VERBUND Venture Day 2026 | (c) VERBUND / elephant and porcelaine

„Von der Innovation zur Skalierung und von der Skalierung zu einem stärkeren Europa“ mit diesem einen Satz könne man das große Ziel für den europäischen Energiesektor zusammenfassen, sagt VERBUND-X-Geschäftsführer Franz Zöchbauer in seinen einführenden Worten zum VERBUND Venture Day 2026, der erstmals beim neuen Energy-Launchpad-Partner WU Wien stattfand. „Wir haben die Lösungen, aber es dauert zu lange, bis sie am Markt sind. Wir müssen skalieren, aber kein Player kann das alleine. Es braucht ein Ökosystem und hier zählen die Menschen“, so Zöchbauer.

Franz Zöchbauer | (c) VERBUND / elephant and porcelaine
Franz Zöchbauer | (c) VERBUND / elephant and porcelaine

Die Zusammenarbeit im Ökosystem als Motto beim VERBUND Venture Day ist nicht neu, der Diskurs, in den das Motto dieses Jahr eingebettet ist, durchaus: Auch hier dominiert das große Thema europäische Souveränität. Der Titel des diesjährigen Events lautet „Scaling Beyond Borders“.

10,25 Billionen Euro für die Energiewende

Zöchbauer drückt die Ambition hinter der eingeforderten Skalierung in Zahlen aus: Es brauche Schätzungen zufolge 10,25 Billionen Euro, um das Energiesystem Europas bis 2040 zu transformieren. „Das ist 70 mal das Volumen des Marshallplans oder das Volumen von 25 Jahren globale VC-Investments“, so der VERBUND-X-Geschäftsführer. Es handle sich also um eine epochale Investment-Chance. Doch er erinnert: „Zahlen ändern die Welt nicht. Menschen tun es.“

Achim Kaspar | (c) VERBUND / elephant and porcelaine
Achim Kaspar | (c) VERBUND / elephant and porcelaine

Dabei sei die Energiewende keineswegs nur ein Wunsch, sondern eine Notwendigkeit, betont VERBUND-COO Achim Kaspar in einer Panel-Diskussion unter dem Titel „Owning the Future“: „Wir sind an einem Wendepunkt. Man liest jeden Tag von Problemen beim Transport fossiler Energieträger. Wir müssen auf erneuerbare umsteigen.“ Für VERBUND sei dabei schon lange klar: „Wir wollen nicht das nächste Kodak werden.“

„Es laufen mehrere Energiewenden parallel“

Diese europäische Sicht auf die Energiewende setzt Angela Wilkinson, CEO des World Energy Council, im Panel und bei ihrer Keynote in die globale Perspektive: „Es laufen mehrere Energiewenden parallel. In Europa geht es um den hundertprozentigen Umstieg auf erneuerbare Energieträger. Im nahen Osten etwa geht es um Technologien, um den CO2-Ausstoß auch mit fossilen Energieträgern auf Null zu bringen.“

Angela Wilkinson | (c) VERBUND / elephant and porcelaine
Angela Wilkinson | (c) VERBUND / elephant and porcelaine

Bei der Souveränität gehe es letztlich um die Möglichkeit, sich seine Abhängigkeiten auszusuchen, „nicht um teuren Isolationismus“, meint Wilkinson. Was ihr insgesamt fehle, sei eine kollektive Vision für eine bessere Zukunft. „Wir haben klare Ziele bei der CO2-Reduktion, aber keine gemeinsame positive Perspektive. Wir haben die Energiewende zwar an die Wall Street gebracht, aber nicht auf die Hauptstraße, wo die Menschen sind.“

Konsequenter Fokus auf die Kund:innen

Darum, wie die Transformation direkt zu den Menschen gebracht werden kann, ging es in einem Talk von VERBUND-CEO Michael Strugl und Greg Jackson, Gründer von Octopus Energy. Strugl sieht das britischen Unternehmen dabei als Vorbild: „Octopus ist ein echter Champion, wenn es um Kundenservice geht.“ Als er Jackson zum ersten Mal nach dessen Geschäftsmodell gefragt habe, sei die Antwort denkbar simpel gewesen: „Ich will den Kunden weniger verrechnen.“ Dieser konsequente Fokus auf die Kund:innen sei der Schlüssel, sagt Strugl.

Michael Strugl | (c) VERBUND / elephant and porcelaine
Michael Strugl | (c) VERBUND / elephant and porcelaine

Viele Energieunternehmen würden Kund:innen bisher nur als reine Abnehmer verstehen, meint Jackson. Octopus setze stattdessen auf radikale Vereinfachung und digitale Flexibilität: „Statt schwer lesbarer, regulierter PDFs nutzen wir einfache E-Mails, auf die man direkt antworten kann.“ Diese Kundennähe gepaart mit intelligenter Steuerung – etwa beim Laden von Elektrofahrzeugen – sei der Treiber für das rasante Wachstum des Unternehmens. Für Strugl ist das eine klare Orientierung für die gesamte Branche: „Innovatoren und Disruptoren helfen uns dabei, das gesamte System in ein erneuerbares, dezentrales und digitalisiertes Energiesystem zu verwandeln.“

Tragende Rolle für Gründer:innen – Unis entscheidend

Es sind also nicht nur Politiker:innen und Verantwortliche in Energiekonzernen, sondern auch Gründer:innen, die bei der Energiewende eine tragende Rollen spielen. Hier wiederum sind die Universitäten entscheidende Akteure, wie Franz Zöchbauer am Panel gemeinsam mit WU-Wien-Rektor Rupert Sausgruber und TU-Wien-Rektor Jens Schneider erläutert. „Es gibt im Energiesektor so viel Potenzial, aber man braucht nicht nur viel Geld sondern auch die Ideen“, bringt es Schneider auf den Punkt.

Jens Schneider (l.) und Rubert Sausgruber (r.) | (c) VERBUND / elephant and porcelaine

„Starke Gründer:innen, aber viele Hindernisse am Weg“

Dass natürlich auch die Politik ihren Beitrag leisten muss, um die Skalierung über die Grenzen hinaus zu ermöglichen, erörtert Startup-Staatssekretärin Elisabeth Zehetner in ihrer Keynote. Man müsse die Herausforderung angehen, Startups in Europa zu halten. „Wir haben starke Gründer:innen, aber viele Hindernisse am Weg“, sagt Zehetner und spricht nicht nur das bekannte Thema Wachstumskapital, sondern unter anderem auch die Ausgründungsbedingungen für universitäre Spinoffs an.

Elisabeth Zehetner | (c) VERBUND / elephant and porcelaine
Elisabeth Zehetner | (c) VERBUND / elephant and porcelaine

Als konkrete Maßnahmen – teils auf europäischer, teils auf nationaler Ebene – nennt die Staatssekretärin etwa den European Scaleup Fund und den heimischen Dachfonds und die Notwendigkeiten, die europäische Kapitalmarktunion zu stärken und die Mitarbeiter:innenbeteiligung auch durch steuerliche Anreize weiter zu verbessern. Denn letztlich sei das Ziel – ganz getreu dem Motto des Venture Days – klar: „Erfinde dein Produkt hier, bau dein Unternehmen hier und skaliere hier, aber verkaufe dein Produkt in die ganze Welt.“

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