Manchmal scheint die Zeit furchtbar langsam zu vergehen – in der Quantenphysik können Zeitspannen nun offenbar auch negative Werte annehmen.
Quantenphysiker sind verrückte Phänomene gewohnt: Atome und Moleküle sind mal Wellen, mal Teilchen; Partikel werden durch eine »spukhafte Fernwirkung« selbst über weite Distanzen hinweg untrennbar miteinander verbunden; und Quantenobjekte können sich von ihren Eigenschaften lösen wie die Grinsekatze aus »Alice im Wunderland« von ihrem Grinsen. Nun setzen Forschende um Aephraim M. Steinberg von der University of Toronto noch einen drauf: In ihren Experimenten haben sie nachgewiesen, dass Photonen eine negative Zeitdauer in einer Atomwolke verbringen. »Es klingt verrückt, ich weiß«, schrieb Steinberg auf X. »Es dauerte eine positive Zeitspanne, aber wir haben beobachtet, dass Photonen Atome dazu bringen können, eine negative Zeit im angeregten Zustand zu verbringen!
Die Idee zu dieser Arbeit entstand im Jahr 2017. Steinberg interessierte sich damals für die Wechselwirkung von Licht und Materie. Wenn man Licht durch ein Medium strahlt, können die Atome kurzzeitig angeregt werden. Die Photonen werden absorbiert und kurze Zeit später wieder ausgestrahlt. Soweit nichts Neues. Steinberg wollte jedoch herausfinden, wie sich einzelne Photonen durch Atomwolken bewegen. Nach drei Jahren Planung war sein Team weit genug, um diese Frage im Labor zu testen. »Es hat unglaublich viel Spaß gemacht und war sehr aufregend, eine Messung zu entwickeln, mit der man eine so grundlegende Frage testen kann, die meines Wissens noch nie gestellt worden war«, schrieb der Physiker Josiah Sinclair auf X, der damals das Experiment mit Steinberg durchgeführt hat.

Die Forschenden schossen im Jahr 2020 einzelne Photonen durch ultrakalte Rubidiumatome – und machten eine unerwartete Entdeckung: Wenn sich die Lichtteilchen ungehindert durch die Atomwolke bewegten, regten sie die Rubidiumatome trotzdem an. Tatsächlich waren die Rubidiumatome in diesem Fall genauso lange angeregt, wie wenn sie Photonen komplett absorbierten. »Letztlich warf das Experiment mehr Fragen als Antworten auf, schrieb Josiah Sinclair Physiker.Deswegen wollten die Fachleute in einem weiteren Experiment genau bestimmen, wie lange die Photonen absorbiert werden. Wie sie zuvor mathematisch bewiesen hatten, entspricht diese Dauer immer der Zeit, um die ein Lichtstrahl bei seiner Reise durch die Atomwolke verzögert wird. Allerdings kann diese Verzögerung auch negativ sein. Dann ist die Gruppengeschwindigkeit der Photonen im Medium schneller als die Lichtgeschwindigkeit. (Da auf diese Weise keine Information übertragen werden kann, widerspricht das nicht der speziellen Relativitätstheorie.) In solchen Fällen bedeutet das jedoch, dass die Zeitspanne, in der die Photonen von Atomen absorbiert wurden, negativ ist! Diese unglaublich wirkende Vorhersage konnte das Team nun in Experimenten bestätigen. Unsere Beobachtungen zeigen, dass die (negative) Laufzeit eine physikalisch sinnvolle Größe ist«, schreiben die Fachleute in ihrer neuesten Veröffentlichung. Damit haben die Forschenden erstmals eine physikalische Größe gefunden, die mit einer negativen Zeitdauer assoziiert wird. Auch wenn das Phänomen äußerst erstaunlich ist, hat es keine Auswirkungen auf das Verständnis der Zeit an sich – aber es verdeutlicht wieder einmal, dass die Quantenwelt noch immer Überraschungen bereithält. Diese war sicher nicht die letzte.
Raumzeit: Mit Mathematik in die Zeit vor dem Urknall schauen
Kam vor den ersten Momenten des Universums wirklich – nichts? Neue Berechnungen für die Geometrie von Raum und Zeit bieten eine alternative Sicht auf die Singularität am Anfang des Kosmos.Vor etwa 13,8 Milliarden Jahren bestand das gesamte Weltall aus einem unvorstellbar winzigen, heißen und dichten Punkt, der sich auf einen Schlag enorm ausdehnte. So lautet die Geschichte vom Urknall. Die Erzählung nahm in den 1920er Jahren erstmals Gestalt an und wurde im Lauf der Jahrzehnte ausgebaut – heute ist der Urknall Teil des so genannten kosmologischen Standardmodells. Vor allem in den 1980er Jahren setzte sich die Überzeugung durch, dass das Universum in seinen ersten Momenten eine kurze Phase außergewöhnlich schneller Ausdehnung durchlief, die als Inflation bezeichnet wird. Anschließend legte die Expansion einen niedrigeren Gang ein.
Die extrem schwungvolle anfängliche Entwicklung soll durch eine besondere Energieform verursacht worden sein, welche die Wirkung der Schwerkraft gewissermaßen umkehrte. Sie hätte das Gefüge des Universums exponentiell schnell aufgeblasen: In weniger als einem Milliardstel eines Milliardstels einer milliardstel Sekunde wäre das All um einen ebenso gigantischen Faktor gewachsen. Das Konzept erklärt, warum das Universum so homogen erscheint, wenn man es in großem Maßstab betrachtet, denn die Inflation hätte alles regelrecht glatt gezogen.

Wenn die Inflation für alles verantwortlich sein soll, was wir heute sehen können, stellt sich die Frage: Was kam davor? Gab es überhaupt ein »Davor«?
Bislang gibt es keinerlei Experimente, die einen Blick vor die Inflation ermöglichen könnten. Mit Hilfe der Mathematik lassen sich jedoch einige potenzielle Szenarien skizzieren. Die Strategie besteht darin, Einsteins allgemeine Relativitätstheorie, die das Verhalten der Schwerkraft als Effekt der gekrümmten Raumzeit beschreibt, so weit wie irgend möglich in die Vergangenheit anzuwenden.
»Wir haben mathematisch gezeigt, dass es einen Weg geben könnte, über unser Universum hinauszusehen« Eric Ling, Universität Kopenhagen“.
Die theoretische Kosmologin Ghazal Geshnizjani vom Perimeter Institute im kanadischen Waterloo hat gemeinsam mit ihrem Institutskollegen Jerome Quintin sowie dem Topologen Eric Ling von der Universität Kopenhagen im Oktober 2023 eine entsprechende wissenschaftliche Arbeit veröffentlicht. In dieser, erklärt Ling, »haben wir mathematisch gezeigt, dass es einen Weg geben könnte, über unser Universum hinauszusehen«. Der nicht an der Studie beteiligte Physiker Robert Brandenberger von der McGill University in Montreal urteilt, die Untersuchung setze »einen neuen Standard für die Strenge der Analyse« für die Mathematik des Beginns der Zeit.
Mathematische Tricks gegen die Hoffnungslosigkeit
In manchen Fällen kann das, was auf den ersten Blick wie eine Singularität in der Raumzeit aussieht – das heißt wie ein Punkt in dem Gefüge von Raum und Zeit, für den alle mathematischen Beschreibungen versagen –, in Wirklichkeit bloß eine Illusion sein. Geshnizjani, Ling und Quintin haben sich daher gefragt, ob die Gesetze der Gravitation vor der Inflation wirklich in einer Singularität enden. Ein einfaches Beispiel für eine mathematische Singularität ist das, was mit der Funktion 1⁄x passiert, wenn x gegen null geht. Während x immer kleiner wird, wächst1⁄x an, die Funktion läuft gegen unendlich. Wenn x gleich null ist, ist sie nicht mehr wohldefiniert: Man kann sich nicht mehr darauf verlassen, dass die Funktion die Realität sinnvoll beschreibt.

Mitunter lässt sich eine Singularität jedoch mit passenden mathematischen Werkzeugen beseitigen. Nehmen wir zum Beispiel den Nullmeridian, der durch das englische Greenwich am Längengrad Null läuft. Wenn man eine Funktion von 1⁄Längengrad hätte, würde sie in Greenwich völlig verrücktspielen. Die Londoner Vorstadt ist aber physikalisch gesehen nichts Besonderes. Man könnte den Nullmeridian leicht umdefinieren und ihn an einen anderen Ort auf der Erde verlegen.
Falsche und echte Unendlichkeiten in Schwarzen Löchern
Etwas Ähnliches passiert in den Grenzbereichen mathematischer Modelle für Schwarze Löcher. 1916 hat der Physiker Karl Schwarzschild Gleichungen aufgestellt, um ruhende, kugelförmige Schwarze Löcher zu beschreiben. Sie enthalten einen Term, dessen Nenner am so genannten Ereignishorizont – der Region, die ein Schwarzes Loch umgibt und aus der nichts entweichen kann – gegen null geht. Das legte zunächst die Annahme nahe, der Ereignishorizont sei eine physikalische Singularität. Doch acht Jahre später zeigte der Astronom Arthur Eddington, dass die Singularität verschwindet, wenn man andere Koordinaten verwendet. Wie der beispielhafte Nullmeridian ist der Ereignishorizont lediglich eine Illusion, ein mathematisches Artefakt. Es handelt sich um eine »Koordinatensingularität«, die allein auf Grund unpassend gewählter Koordinaten entsteht

Im Zentrum eines Schwarzen Lochs streben die Werte für die Dichte und Krümmung hingegen tatsächlich ins Unendliche, und zwar auf eine Weise, die sich selbst durch ein anderes Koordinatensystem nicht beseitigen lässt. Die Gesetze der allgemeinen Relativitätstheorie spucken Kauderwelsch aus. Das nennt man eine Krümmungssingularität. Hier geschieht etwas,was sich mit derzeitigen physikalischen und mathematischen Modellen grundsätzlich nicht mehr beschreiben lässt.
Es muss eine Singularität gegeben haben, mit der die Dinge in Gang kamen. Doch welche Art von Singularität?
Geshnizjani, Ling und Quintin haben untersucht, ob der erste Moment des Urknalls eher mit dem Zentrum eines Schwarzen Lochs oder mit dessen Ereignishorizont zu vergleichen ist. Ihre Vorgehensweise stützt sich auf ein Theorem, das Arvind Borde, Alan Guth (einer der Väter der Inflation) und Alexander Vilenkin 2003 bewiesen haben. Dieses als BGV bezeichnete Theorem besagt, dass die Inflation einen Anfang hatte – sie lässt sich nicht unaufhörlich in die Vergangenheit fortschreiben. Es muss eine Singularität gegeben haben, mit der die Dinge in Gang kamen. Das BGV-Theorem weist ihre Existenz nach, ohne jedoch zu sagen, um welche Art von Singularität es sich handelt.
Ziegelmauer oder Vorhang?
Laut Quintin wollten er und seine Mitstreiter herausfinden, ob die Singularität eine Ziegelmauer (eine Krümmungssingularität) oder ein Vorhang ist, der sich öffnen lässt (eine Koordinatensingularität). Dem Mathematiker Eric Woolgar von der University of Alberta zufolge verbessert die Studie unser Bild von der Urknallsingularität: »Damit lässt sich sagen, ob die Krümmung an der Anfangssingularität unendlich ist oder ob es sich um eine mildere Form der Singularität handelt. Letzteres könnte es ermöglichen, das Modell des Universums auf eine Zeit vor dem Urknall auszudehnen.«

Die Sonne erlebt einen heftigen Sonnensturm, der die stärksten Sonneneruptionen der letzten 30 Jahre auslöst

X-Klassen Sonnensturm/ Nasa-Aufnahme
Die Sonne macht eine Show
Am Sonntag entfesselte der Stern mehrere starke und helle Sonneneruptionen, darunter einen der stärksten Ausbrüche seit Jahrzehnten.
Weit entfernt von der stetig leuchtenden Kugel, die wir uns manchmal vorstellen, besteht die Sonnenoberfläche aus brodelndem Plasma, das durch verdrehte Magnetfelder herumgeworfen wird. Wenn diese Felder reißen, können sie riesige Energieschübe und geladene Teilchen ins All schleudern – eine Sonneneruption.

Das Solar Dynamics Laboratory der NASA fing gestern um 7:33 Uhr EST wieder einen solchen Ausbruch auf und vergab ihm eine
X-Klasse-Bewertung – die intensivste. Im Laufe der vergangenen Nacht folgten drei weitere X-Klasse-Leuchtkörper inmitten von
Dutzenden kleinerer Aktivitätsphasen. Doch der Höhepunkt kam um 18:37 Uhr EST, als die Sonne einen X8.1-Klasse-Ausbruch abfeuerte.
Das macht es laut SpaceWeatherLive.com zum hellsten Flare seit Oktober 2024 und zu den Top 20 seit 1996.

Astronomen erwarten, dass der Großteil des ausgestoßenen Plasmas irgendwann am Donnerstag die Erde passieren wird. Einzelne
Punkte davon könnten unsere Atmosphäre treffen und möglicherweise das spektakuläre Himmelsbild der Nordlichter hervorbringen.
Das Space Weather Prediction Center der National Oceanic and Atmospheric Administration überwacht sorgfältig den Bereich der Sonne, der für die Eruptionen verantwortlich ist, wobei weitere Aktivitäten noch bevorstehen.

Die jüngsten Ausbrüche sind die stärksten in einer ungewöhnlich stürmischen Phase für unseren Stern. Die Aktivität der
Sonne schwankt auf einer 11-Jahres-Zeitlinie, und obwohl die Aktivität über den Höhepunkt ihres aktuellen Sonnenzyklus
hinaus gilt, könnten starke Sonnenstürme noch eine Weile andauern, während sie abklingen.
Aurora Borealis in Europa
Turbulenzen Magnetosphäre der Sonne
2026 Marsrover Curiosity besucht den Gale-Krater
Gedankenlesegeräte können jetzt vorbewusste Gedanken vorhersagen: Ist es Zeit, sich Sorgen zu machen ?
Ethiker sagen, dass KI-gestützte Fortschritte die Privatsphäre und Autonomie der Menschen, die Neurotechnologie nutzen, bedrohen werden.
Bevor ein Autounfall 2008 sie vom Hals abwärts lähmte, spielte Nancy Smith gerne Klavier. Jahre später begann Smith wieder, Musik zu machen, dank eines Implantats, das ihre Gehirnaktivität aufzeichnete und analysierte. Wenn sie sich vorstellte, eine On-Screen-Tastatur zu spielen, übersetzte ihre Gehirn-Computer-Schnittstelle (BCI) ihre Gedanken in Tastenanschläge – und einfache Melodien wie ‚Twinkle, Twinkle, Little Star‘ ertönten.

Aber es gab eine Wendung. Für Smith schien es, als spiele das Klavier von selbst. „Es fühlte sich an, als hätten die Tasten sich automatisch selbst getroffen, ohne dass ich darüber nachdachte“, sagte sie damals. „Es schien einfach, als kannte es die Melodie, und es machte es einfach von selbst.“

Smiths BCI-System, das im Rahmen einer klinischen Studie implantiert wurde, trainierte ihre Gehirnsignale, während sie sich vorstellte, Keyboard zu spielen. Dieses Lernen ermöglichte es dem System, ihre Absicht, Hunderte von Millisekunden zu spielen, zu erkennen, bevor sie es bewusst versuchte, sagt der Studienleiter Richard Andersen, Neurowissenschaftler am California Institute of Technology in Pasadena.

Smith ist einer von etwa 90 Menschen, denen in den letzten zwei Jahrzehnten BCIs zur Steuerung von Hilfstechnologien wie Computern, Roboterarmen oder synthetischen Sprachgeneratoren implantiert wurden. Diese Freiwilligen – gelähmt durch Rückenmarksverletzungen, Schlaganfälle oder neuromuskuläre Erkrankungen wie Motoneuronenerkrankungen (amyotrophe Lateralsklerose) – haben gezeigt, wie Befehlssignale für die Körpermuskeln, die vom motorischen Kortex des Gehirns aufgezeichnet werden, während Menschen sich bewegen, in Befehle für angeschlossene Geräte umgewandelt werden können.

Doch Smith, die 2023 an Krebs starb, gehörte zu den ersten Freiwilligen, denen eine zusätzliche Schnittstelle in ihrem hinteren parietalen Kortex implantiert wurde, einer Hirnregion, die mit Denken, Aufmerksamkeit und Planung verbunden ist. Andersen und sein Team sind der Meinung, dass solche ‚Doppelimplantat‘-BCIs durch die Erfassung der Absichten der Nutzer und der vormotorischen Planung die Leistung von Prothesen verbessern können.
Andersens Forschung zeigt auch das Potenzial von BCIs, die Bereiche außerhalb des motorischen Kortex erreichen. „Die Überraschung war, dass wir, wenn wir in den hinteren Parietal gehen, Signale empfangen können, die aus einer großen Anzahl von Bereichen zusammengemischt werden“, sagt Andersen. „Es gibt eine große Vielfalt an Dingen, die wir entschlüsseln können.
Die Fähigkeit dieser Geräte, auf Aspekte des innersten Lebens einer Person, einschließlich vorbewusster Gedanken, zuzugreifen, wirft die Bedenken auf, wie neuronale Daten privat gehalten werden können. Es wirft auch ethische Fragen darüber auf, wie Neurotechnologien die Gedanken und Handlungen von Menschen beeinflussen könnten – insbesondere in Verbindung mit künstlicher Intelligenz.

Gleichzeitig verbessert KI die Fähigkeiten tragbarer Konsumgüter, die Signale von außerhalb des Gehirns aufzeichnen. Ethiker befürchten, dass diese Geräte, wenn sie nicht reguliert bleiben, Technologieunternehmen Zugang zu neuen und präziseren Daten über die internen Reaktionen der Menschen auf Online- und andere Inhalte geben könnten.

Ethiker und BCI-Entwickler fragen nun, wie zuvor unzugängliche Informationen behandelt und genutzt werden sollten. „Whole-Brain-Interfacing wird die Zukunft sein“, sagt Tom Oxley, Geschäftsführer von Synchron, einem BCI-Unternehmen in New York City. Er prognostiziert, dass der Wunsch, psychiatrische Erkrankungen und andere Hirnerkrankungen zu behandeln, dazu führen wird, dass weitere Hirnregionen erforscht werden. Auf dem Weg, sagt er, werde KI weiterhin die Dekodierungsfähigkeiten verbessern und verändern, wie diese Systeme ihren Nutzern dienen. „Das führt dich zur letzten Frage: Wie machen wir das sicher?“

Verbraucherbedenken
Consumer-Neurotech-Produkte erfassen weniger komplexe Daten als implantierte BCIs. Im Gegensatz zu implantierten BCIs, die auf das Auslösen bestimmter Neuronensammlungen beruhen, basieren die meisten Verbraucherprodukte auf Elektroenzephalographie (EEG). Dies misst Wellen elektrischer Aktivität, die durch das durchschnittliche Feuern riesiger neuronaler Populationen entstehen und auf der Kopfhaut nachweisbar sind. Anstatt darauf ausgelegt zu sein, die bestmögliche Aufnahme einzufangen, sind Verbrauchergeräte so gestaltet, dass sie stilvoll sind (wie bei eleganten Stirnbändern) oder unauffällig (mit Elektroden in Kopfhörern oder Headsets für erweiterte oder virtuelle Realität versteckt).

Dennoch kann das EEG allgemeine Gehirnzustände wie Wachheit, Konzentration, Müdigkeit und Angstlevel aufzeigen. Unternehmen bieten bereits Headsets und Software an, die Kunden Echtzeit-Ergebnisse zu diesen Zuständen liefern, mit dem Ziel, ihnen beispielsweise zu helfen, ihre sportliche Leistung zu verbessern, effektiver zu meditieren oder produktiver zu werden.
KI hat dazu beigetragen, verrauschte Signale aus suboptimalen Aufzeichnungssystemen in zuverlässige Daten umzuwandeln, erklärt Ramses Alcaide, Geschäftsführer von Neurable, einem Neurotech-Unternehmen in Boston, Massachusetts, das sich auf EEG-Signalverarbeitung spezialisiert hat und dafür ein kopfhörerbasiertes Headset verkauft. „Wir haben dafür gesorgt, dass das EEG nicht mehr so schlecht ist wie früher“, sagt Alcaide. „Es kann im Grunde in realen Umgebungen verwendet werden.“

Und es gibt weitverbreitete Erwartungen, dass KI weitere Aspekte der mentalen Prozesse der Nutzer entschlüsseln wird. Zum Beispiel sagt Marcello Ienca, Neuroethiker an der Technischen Universität München in Deutschland, dass das EEG kleine Spannungsänderungen im Gehirn erkennen kann, die innerhalb von Hunderten von Millisekunden nach der Wahrnehmung eines Reizes auftreten. Solche Signale könnten zeigen, wie ihre Aufmerksamkeit und Entscheidungsfindung mit diesem spezifischen Reiz zusammenhängen.
Obwohl genaue Nutzerzahlen schwer zu ermitteln sind, nutzen bereits viele Tausend Enthusiasten Neurotech-Headsets. Und Ethiker sagen, dass ein großes Technologieunternehmen die Geräte plötzlich weit verbreitet einsetzen könnte. Apple beispielsweise patentierte 2023 ein Design für EEG-Sensoren für den zukünftigen Einsatz in seinen kabellosen Airpods-Ohrhörern.

Doch im Gegensatz zu BCIs, die auf die Klinik abzielen und medizinischen Vorschriften und Datenschutzbestimmungen unterliegen, unterliegt der Verbraucher-BCI-Bereich laut David Lyreskog, Ethiker an der Universität Oxford, Großbritannien, wenig rechtliche Kontrolle. „Es gibt einen Wilden Westen, wenn es um regulatorische Standards geht“, sagt er.

Im Jahr 2018 stellten Ienca und seine Kollegen fest, dass die meisten Verbraucher-BCIs keine sicheren Datenaustauschkanäle nutzen oder modernste Datenschutztechnologien implementieren. „Ich glaube, das hat sich nicht geändert“, sagt Ienca. Außerdem eine Analyse von 2024 aus den Datenrichtlinien von 30 Verbraucher-Neurotech-Unternehmen der Neurorights Foundation, einer gemeinnützigen Organisation in New York City, zeigten, dass fast alle vollständige Kontrolle über die von den Nutzern bereitgestellten Daten hatten. Das bedeutet, dass die meisten Firmen die Informationen nach Belieben nutzen können, einschließlich des Verkaufs. Als Reaktion auf diese Bedenken haben die chilenische Regierung und die Gesetzgeber von vier US-Bundesstaaten Gesetze erlassen, die direkte Aufzeichnungen jeglicher Form von Nervenaktivität als geschützt einstufen. Ienca und Nita Farahany, Ethikerin an der Duke University in Durham, North Carolina, befürchten jedoch, dass solche Gesetze unzureichend sind, weil sie sich auf die Rohdaten konzentrieren und nicht auf die Schlüsse, die Unternehmen durch die Kombination neuronaler Informationen mit parallelen digitalen Datenströmen ziehen können. Schlussfolgerungen über die psychische Gesundheit einer Person oder ihre politische Loyalität könnten dennoch an Dritte verkauft und genutzt werden, um eine Person zu diskriminieren oder zu manipulieren.

„Die Datenökonomie ist meiner Ansicht nach bereits ziemlich datenschutzverletzend und kognitiv freiheitsverletzend“, sagt Ienca. Das Hinzufügen neuronaler Daten, sagt er, „ist, als würde man der bestehenden Datenökonomie Steroide geben“.
Mehrere wichtige internationale Organisationen, darunter die Kulturorganisation der Vereinten Nationen UNESCO und die Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung, haben zu diesen Themen Leitlinien herausgegeben. Darüber hinaus brachten im September drei US-Senatoren ein Gesetz ein, das die Federal Trade Commission verpflichtet, zu überprüfen, wie Daten aus der Neurotechnologie geschützt werden sollten.
Auf dem Weg zur Klinik
Während ihre Entwicklung zügig voranschreitet, wurde bisher kein implantiertes BCI für den allgemeinen klinischen Gebrauch zugelassen. Synchrons Gerät ist der Klinik am nächsten. Dieses relativ einfache BCI ermöglicht es den Nutzern, Bildschirmoptionen auszuwählen, indem sie sich vorstellen, wie sie ihren Fuß bewegen. Da es in ein Blutgefäß auf der Oberfläche des motorischen Kortex eingesetzt wird, ist keine Neurochirurgie erforderlich. Es hat sich in Erstversuchen als sicher, robust und wirksam erwiesen, und Oxley sagt, Synchron bespreche eine entscheidende Studie mit der US-amerikanischen Food and Drug Administration, die zu einer klinischen Zulassung führen könnte.

Elon Musks Neurotech-Firma Neuralink in Fremont, Kalifornien, hat sein komplexeres Gerät chirurgisch in den motorischen Kortex von mindestens 13 Freiwilligen implantiert, die es beispielsweise zum Spielen von Computerspielen und zur Steuerung von Roboterhänden nutzen. Vertreter des Unternehmens berichten, dass mehr als 10.000 Menschen sich auf Wartelisten für die klinischen Studien eingetragen haben.
Mindestens fünf weitere BCI-Unternehmen haben ihre Geräte in den letzten zwei Jahren erstmals am Menschen getestet und dabei kurzfristige Aufnahmen (Zeiträume von Minuten bis Wochen) bei Menschen gemacht, die sich neurochirurgischen Eingriffen unterziehen. Forscher vor Ort sagen, dass die ersten Zulassungen wahrscheinlich für Geräte im motorischen Kortex erfolgen werden, die Menschen mit schwerer Lähmung die Unabhängigkeit wiederherstellen – einschließlich BCIs, die Sprache durch synthetische Sprachtechnologie ermöglichen.
Was als Nächstes kommt, sagt Farahany, dass der Weg über den motorischen Kortex hinauszugehen unter BCI-Entwicklern ein weit verbreitetes Ziel ist. „Alle hoffen, weiter in der Zeit im Gehirn zurückzugehen“, sagt sie, „und zu diesem unterbewussten Vorläufer des Denkens zu gelangen.“
Last year, Andersen’s group published a proof-of-concept study wobei der innere Dialog aus dem parietalen Kortex zweier Teilnehmer entschlüsselt wurde, wenn auch mit einem äußerst begrenzten Wortschatz. Das Team hat außerdem aus dem Parietalkortex aufgenommen, während ein BCI-Nutzer das Kartenspiel Blackjack (Ponton) spielte. Bestimmte Neuronen reagierten auf die Gesichtswerte der Karten, während andere die kumulative Gesamtsumme der Hand eines Spielers verfolgten. Einige wurden sogar aktiv, wenn der Spieler entschied, ob er bei seiner aktuellen Hand bleiben oder eine weitere Karte nehmen wollte.
Sowohl Oxley als auch Matt Angle, Geschäftsführer der BCI-Firma Paradromics mit Sitz in Austin, Texas, sind sich einig, dass BCIs in anderen Hirnregionen als dem motorischen Cortex eines Tages bei der Diagnose und Behandlung psychiatrischer Erkrankungen helfen könnten. Maryam Shanechi, Ingenieurin und Informatikerin an der University of Southern California in Los Angeles, arbeitet auf dieses Ziel hin – unter anderem indem sie darauf abzielt, neuronale Signaturen psychiatrischer Erkrankungen und deren Symptome zu identifizieren und zu überwachen7. BCIs könnten solche Symptome bei einer Person möglicherweise verfolgen, eine Stimulation liefern, die die neuronale Aktivität anpasst, und quantifizieren, wie das Gehirn auf diese Stimulation oder andere Interventionen reagiert. „Dieses Feedback ist wichtig, weil du die Therapie genau auf die Bedürfnisse dieser Person abstimmen möchtest“, sagt Shanechi.















