Mann mit ALS wird zum ersten Power-User eines Hirnimplantats – endlich in der Lage, ohne Grunzen nach der Fernbedienung zu fragen

Casey Harrell hat seit fast drei Jahren ein Set von Elektroden in seinem Gehirn implantiert, was ungefähr der Zeit entspricht, die die meisten von uns damit verbringen, sich zu erinnern, wo sie ihre Schlüssel hingelegt haben. Harrell, der an Amyotropher Lateralsklerose (ALS) leidet und gelähmt ist, nutzte seine Gehirn-Computer-Schnittstelle (BCI) erstmals 2023, um mit Hilfe eines Forschungsteams Sätze zu „sprechen“.

Seitdem hat Harrell tausende von Stunden Nutzung angesammelt, was ihn zum technischen Äquivalent dieses Freundes macht, der irgendwie 10.000 Stunden in einem Videospiel hat, das letzte Woche erschienen ist. Er kann das Gerät weitgehend selbstständig nutzen, sobald er mit Hilfe eines Betreuers „eingesteckt“ wurde. Sein Team hat neue Funktionen hinzugefügt, und Harrell nutzt es auch, um im Internet zu surfen und seinen Job zu erledigen – denn selbst mit Elektroden im Gehirn entkommt man E-Mails nicht.

„Mit einer Krankheit wie ALS zu leben bedeutet, dass man angeblich kleinere Träume haben sollte. Das tue ich nicht“, sagt Harrell dem MIT Technology Review. „Jede einzelne dieser Verbesserungen wäre ein absoluter Segen. Sie alle zu haben, und noch viele mehr, ist wirklich revolutionär.“

Innerhalb der ersten 22,6 Monate nach der Implantation des Geräts hatte Harrell es mehr als 3.800 Stunden zu Hause ohne Anwesenheit von Forschern genutzt, berichtete das Team heute im Journal Nature Medicine. „Er ist der erste Power-User eines Sprach-BCI“, sagt Teammitglied Sergey Stavisky, ein Neuroingenieur an der University of California, Davis. Endlich jemand, der ehrlich sagen kann, dass er den ganzen Tag an einen Computer angeschlossen ist.

Vor drei Jahren vertraute Harrell David Brandman, einem außerordentlichen Professor für Neurochirurgie an der University of California, Davis, und seinen Kollegen sein Gehirn an. Harrell, damals 45, war bereits mit ALS diagnostiziert worden, einer degenerativen Krankheit, die den Menschen die Nutzung ihrer Muskeln raubt.

Harrell war darauf angewiesen, dass andere seinen Rollstuhl steuerten, ihn anzogen und fütterten. Er hatte Schwierigkeiten zu sprechen; die Leute verstanden kaum, was er sagte. Dann fragten Brandman und seine Kollegen, ob er ein Hirnimplantat ausprobieren wolle, das ihm bei der Kommunikation helfen könnte. „Die Branche stand an der Schwelle zu einer Transformation, und ich wollte Teil davon sein“, sagt Harrell. Er meldete sich an.

Im Juli 2023 wurden bei einer fünfstündigen Operation vier Arrays mit je 64 Elektroden in sein Gehirn implantiert. Jedes Array-Paar war mit einem „Sockel“-Anschlusspunkt verbunden – es entstanden zwei Andockstellen auf der Außenseite seines Schädels, um die Elektroden mit einem Computer zu verbinden. Es ist, als hätte man einen USB-Anschluss am Kopf, nur mit deutlich höherem Einsatz.

Das Team hatte lange an Algorithmen gearbeitet, um Gehirnaktivität in Sprache zu dekodieren. Ihr System funktioniert, indem es die Aktivität des motorischen Sprachkortex aufzeichnet – einer Gehirnregion, die für die Bewegungen verantwortlich ist, die uns das Sprechen ermöglichen.

„Es gibt 39 Phoneme, die alle Laute der amerikanischen englischen Sprache ausmachen“, sagt Nicholas Card, ein Neuroingenieur an der UC Davis und Mitglied des Teams. Die Kartierung der neuronalen Aktivität, die mit der Erzeugung jedes dieser Phoneme verbunden ist, ermöglicht es dem Team, einen personalisierten Sprachdecoder und eine Software zu erstellen, die diese Wörter „sprechen“ kann. „Wir gehen zuerst von Gehirndaten zu Phonemen und dann von Phonemen zu Wörtern“, sagt er.

Sie begannen etwa einen Monat nach der Operation mit der Nutzung des Geräts. Das Team brachte Harrells Sprachdecoder am ersten Tag zum Laufen, sagt Card. An diesem Tag im August nutzte Harrell das Gerät, um mit einem 50-Wörter-Wortschatz zu sprechen, und 99,6 % der Wörter waren so, wie er es beabsichtigt hatte. Dieser Wortschatz wurde später auf 125.000 Wörter mit 97,5 % Genauigkeit erweitert. Was bedeutet, dass er jetzt ungefähr den gleichen Wortschatz hat wie ein mäßig belesener Teenager, aber mit weitaus besserer Zeichensetzung.

Zu diesem Zeitpunkt war unklar, wie lange das Gerät halten würde. Gehirn-Computer-Schnittstellen sind noch neu – nicht viele Menschen haben sie über längere Zeiträume implantiert. Narbengewebe kann sich um Elektroden im Gehirn bilden und ihre Fähigkeit beeinträchtigen, neuronale Aktivität aufzunehmen. Aber das