Synchron und NVIDIA: Fortschritte bei Gehirn-Computer-Schnittstellen

SAN JOSE / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Neurotechnologie entwickelt sich rasant weiter, insbesondere im Bereich der Gehirn-Computer-Schnittstellen (BCIs). Synchron, ein führendes Unternehmen in diesem Bereich, hat kürzlich eine neue Version seiner BCI vorgestellt, die NVIDIA-Technologie und das Apple Vision Pro nutzt, um Menschen mit Lähmungen zu helfen, ihre Umgebung durch Gedanken zu steuern.

Die Integration von NVIDIA-Technologie in Synchron’s Gehirn-Computer-Schnittstelle (BCI) markiert einen bedeutenden Fortschritt in der Neurotechnologie. Diese Entwicklung wurde auf der NVIDIA GTC-Konferenz in San Jose, Kalifornien, vorgestellt, wo Synchron demonstrierte, wie ihr System einem ihrer Testteilnehmer, Rodney Gorham, der an ALS leidet, ermöglicht, verschiedene Geräte in seinem Zuhause zu steuern. Von seinem Wohnzimmer in Melbourne aus kann Gorham Musik abspielen, das Licht anpassen und sogar einen automatischen Tierfutterspender aktivieren, alles nur durch seine Gedanken.

Gorham, der aufgrund von ALS seine Stimme und einen Großteil seiner Körperfunktionen verloren hat, erhielt 2020 das implantierbare BCI von Synchron. Anfangs konnte er damit auf einem Computer, iPhone und iPad tippen. Jetzt, mit dem Apple Vision Pro, kann er verschiedene Geräte in seinem Zuhause betrachten und ein Dropdown-Menü über seine physische Umgebung sehen. Mit seinem BCI kann er dann Aktionen auswählen, wie z.B. die Temperatur seiner Klimaanlage anzupassen, nur durch Denken.

BCIs dekodieren Signale aus der Gehirnaktivität und übersetzen sie in Befehle für ein Ausgabegerät. Um die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Dekodierung zu verbessern, nutzt Synchron NVIDIAs Holoscan, eine KI-Sensorverarbeitungsplattform. Eine schnellere und genauere Dekodierung bedeutet eine kürzere Verzögerung zwischen der beabsichtigten Bewegung eines Benutzers und der Zeit, die ein BCI-System benötigt, um einen Befehl auszuführen, sowie eine präzisere Steuerung.

Das Interesse an BCIs ist in den letzten Jahren gestiegen, da Unternehmen wie Elon Musks Neuralink und andere versuchen, die einst klobige Technologie aus akademischen Labors in praktische Hilfsgeräte zu verwandeln. Obwohl sie noch experimentell sind, zeigen implantierbare BCIs vielversprechende Ansätze zur Wiederherstellung einiger verlorener Funktionen bei Menschen mit Lähmungen.

Synchron strebt an, ein BCI-System zu entwickeln, das nahtlos eine Vielzahl von Aufgaben in der häuslichen Umgebung ausführen kann. Um dies zu erreichen, muss Synchron’s BCI mit einer großen Menge an Gehirndaten trainiert werden. In Zusammenarbeit mit NVIDIA entwickeln die beiden Unternehmen das, was Tom Oxley, CEO von Synchron, als “kognitive KI” bezeichnet hat, eine Kombination aus großen Mengen an Gehirndaten und fortschrittlicher Rechenleistung, um intuitivere BCI-Systeme zu schaffen.

Derzeit werden BCIs mit Daten von einer einzelnen Person trainiert. Eine Person mit einem BCI wird gebeten, eine bestimmte Aufgabe auszuführen, wie z.B. daran zu denken, einen Cursor nach links oder rechts zu bewegen. Eine Elektrodenanordnung sammelt die neuronale Aktivität des Gehirns, während die Person diese Aufgabe ausführt, und Forscher “labeln” diese Gehirndaten. Diese gelabelten Daten werden verwendet, um ein KI-Modell zu erstellen, das lernt, dieses spezifische Muster der Gehirnaktivität mit einer Bewegungsabsicht zu verknüpfen.

Um seine Vision der kognitiven KI zu verwirklichen, plant Synchron, Gehirndaten von seinen aktuellen und zukünftigen Versuchsteilnehmern zu verwenden, um ein KI-Modell zu erstellen. Maryam Shanechi, eine BCI-Forscherin an der University of Southern California, sagt, dass ein Gehirn-Grundlagenmodell die Genauigkeit von Synchron’s BCI verbessern und es ermöglichen könnte, eine vielfältigere Reihe von Funktionen auszuführen, ohne stundenlange Trainingsdaten von einzelnen Patienten sammeln zu müssen.

Synchron’s Gerät ist weniger invasiv als viele seiner Konkurrenten. Während Neuralink und andere Unternehmen Elektrodenarrays im Gehirn oder auf der Gehirnoberfläche platzieren, ist Synchron’s Array ein Maschenrohr, das am Halsansatz eingeführt und durch eine Vene geführt wird, um die Aktivität des motorischen Kortex zu lesen. Das Verfahren, das dem Einsetzen eines Herzstents in eine Arterie ähnelt, erfordert keine Gehirnoperation.

Synchron hat seit 2019 sein BCI bei 10 Probanden chirurgisch implantiert und mehrere Jahre Gehirndaten von diesen Personen gesammelt. Das Unternehmen bereitet sich darauf vor, eine größere klinische Studie zu starten, die für die kommerzielle Zulassung seines Geräts erforderlich ist. Es gab noch keine groß angelegten Studien zu implantierbaren BCIs aufgrund der Risiken von Gehirnoperationen und der Kosten und Komplexität der Technologie.

Synchron’s Ziel, kognitive KI zu schaffen, ist ehrgeizig und birgt Risiken. Nita Farahany, Professorin für Recht und Philosophie an der Duke University, sagt, dass diese KI-Modelle in Zukunft über das Erkennen von absichtlichen Befehlen hinausgehen könnten, um vorherzusagen oder Vorschläge zu machen, was eine Person mit ihrem BCI tun möchte. Dies wirft Fragen darüber auf, wie viel Autonomie ein Benutzer hat und ob die KI im Einklang mit den Wünschen des Einzelnen handelt.

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