Forscher nutzen KI, um Menschen mit neurologischen Erkrankungen zu helfen, elektrische Rollstühle mit Gehirnwellen zu steuern

Sobald ich mich auf den elektrischen Rollstuhl gesetzt hatte, setzten die Forscher einen Helm auf meinen Kopf mit Elektroden, die in meine Kopfhaut eindrangen. Sie machten Anpassungen, bis ein Laptop, der mit dem Helm verbunden war, Signale von meinem Gehirn empfangen konnte.

Mit der Absicht, die schwächsten Gehirnwellen zu erkennen und ihre Muster für Vorhersagen durch künstliche Intelligenz (KI) zu erkennen, wurde ich zunächst angewiesen, mir vorzustellen, wie ich eine Bewegung kontrolliere, indem ich einen Avatar auf einem Bildschirm mit nur meinen Gedanken steuere, was dann die Grundlage für die Steuerung des Rollstuhls sein würde.

Es brauchte ein bisschen Übung, aber schließlich bewegte sich der Avatar einfach, indem ich nur daran dachte, meine linke Hand zu ballen.

Auch wenn ich einen Fehler machte – wie zum Beispiel, den Avatar auf ein Hindernis zu steuern, anstatt ihn davon wegzubewegen – erklärten die Forscher, dass die Anweisung durch die KI-Vorhersage- und Schätzungstechnologie überlagert wurde, die zu diesem Zeitpunkt Muster in meinen Gehirnwellen erkannt hatte, die es ermöglichen konnten, zukünftige Anweisungen für den Avatar genau vorherzusagen.

Sobald das Instrument auf meine Gehirnwellen trainiert worden war, war es Zeit, meine Gedanken zu nutzen, um den elektrischen Rollstuhl zu steuern. Ich schloss die Augen und konzentrierte mich darauf, wie es sich anfühlte, meine linke Hand zu bewegen, die still auf meinem Bein ruhte. Als ich mir vorstellte, eine Faust mit meiner linken Hand zu ballen, begann der Rollstuhl, nach links zu fahren – in die gewünschte Richtung!

Trotzdem ich in meinem täglichen Leben keinen Rollstuhl benötige, war die Erfahrung, das Fahrzeug mit meinen Gedanken zu steuern – unterstützt durch KI – inspirierend, wenn man bedenkt, welches Potenzial es haben könnte, das Leben von Menschen zu verbessern, die an schweren Rückenmarksverletzungen oder neurologischen Erkrankungen wie Multiple Sklerose, Zerebralparese oder Guillain-Barré-Syndrom leiden.

Diese Erkrankungen lassen Patienten oft im Bett liegen oder machen sie von Krankenschwestern oder Familienmitgliedern abhängig, um sie herumzubewegen.

Seit Jahren haben Wissenschaftler daran gearbeitet, Technologien zu entwickeln, um Menschen, die von diesen Erkrankungen betroffen sind, einige ihrer Bewegungsfreiheit und körperlichen Autonomie zurückzugeben. Im Jahr 2009 kündigte Toyota einen Rollstuhl an, der mit Hilfe von Elektroenzephalogramm (EEG)-Signalen gesteuert werden konnte; im Jahr 2023 entwickelten Forscher an der Universität Padova in Italien eine Gehirn-Maschine-Schnittstellen-Technologie, die es vollständig gelähmten Personen ermöglicht, elektrische Rollstühle mit Hilfe von Gehirnwellen zu steuern; und andere Studien über gehirnwellengesteuerte Rollstühle integrieren auch erweiterte Realität, Computer-Vision- und Offline-Kalibrierungstechnologie.

Während Innovationen wie diese uns geholfen haben, die Mobilitätslücke für Menschen mit schweren Rückenmarks- und neurologischen Erkrankungen zu überbrücken, sagten mir Forscher von NTT Research, dass viele Einschränkungen noch bestehen, insbesondere wenn man bedenkt, dass Gehirnwellen nicht notwendigerweise bei allen Menschen gleich sind und auch bei einer Person im Laufe ihres Lebens variieren können.

Auf ihrer jüngsten Upgrade 2025-Konferenz in San Francisco präsentierte NTT Research eine KI-Technologie, die sie behaupten, vorhersagen und unterbrochene Gehirnwellensignale vervollständigen kann, was es Patienten mit sogar schweren neurologischen Erkrankungen ermöglicht, elektrische Rollstühle zu steuern.

“Es ist bekannt, dass Gehirnwellen aufgrund verschiedener Faktoren variieren können. Unsere Technologie ist jedoch so konzipiert, dass sie die KI für jeden Einzelnen optimiert, sodass wir glauben, dass sie trotz solcher Variationen wirksam bleibt”, sagte Kengo Okitsu, ein Forscher, der an dem Projekt arbeitete.

Die elektrische Aktivität des Gehirns wird in Alpha-, Beta-, Gamma-, Delta- und Theta-Wellen aufgezeichnet, und viel von ihrer funktionellen Bedeutung wird noch erforscht. Beta- und Mu-Rhythmus-Alpha-Wellen, die im Bereich von 12 bis 30 Hz und 8 bis 10 Hz liegen, sind mit Bewegung verbunden und deuten auf geplante und angewiesene Bewegung hin.

Gehirnwellen sind jedoch nicht bei allen Menschen gleich. Menschen mit kognitiven Beeinträchtigungen wie Demenz und Alzheimer-Krankheit erleben eine verringerte Gehirnwellenaktivität und Reaktivität. Das Alter kann auch die Fähigkeit von Menschen beeinträchtigen, Gehirnwellen zu produzieren, die stark genug sind, um elektrische Rollstühle zu steuern; und auch psychiatrische Störungen wie ADHS, Schizophrenie und Depression können die EEG-Frequenz beeinflussen.

Bestehende Gehirnwellentechnologie kann nicht praktisch mit all diesen Variationen Schritt halten. Stattdessen setzen die Forscher auf KI, um unzureichende oder ungenaue Gehirnwellensignale zu vervollständigen und zu ergänzen, indem sie Gehirnwellenmuster erkennen, die es ermöglichen, vorherzusagen, welche Körperbewegung sich ein Mensch vorstellt.

“Unsere Technologie wird für jeden funktionieren, da sie kontinuierlich von KI aktualisiert wird”, sagte Okitsu. “Sie konzentriert sich auf die Erfassung von Daten für KI während der tatsächlichen Gehirn-Maschine-Schnittstellen-Operation. Menschen können also den Avatar zuerst steuern und dann unsere Technologie mit Hilfe von KI aktualisieren.”

Die Forscher wiesen auch darauf hin, dass die relativ schnelle Reaktionszeit von der Umwandlung eines Gedankens – wie zum Beispiel das Ballen einer Faust – in eine Aktion – wie das Drehen eines Rollstuhls – auch durch eine photonikbasierte Kommunikationsinfrastruktur namens IOWN unterstützt wird, die eine hochkapazitive, niedrige Latenz-Datenerfassung ermöglicht. Das Netzwerk verwendet photonische (Licht-) anstelle von elektrischen Signalen für die Informationsübertragung, um die Datenübertragung und -verarbeitung zu beschleunigen.

Die Integration dieser Technologien in gehirnwellengesteuerte Rollstühle stellt die Nutzung von aufkommenden Technologien für den Bau von mobileren Hilfsmitteln dar.

Das Projekt könnte eine Lebensstil-Evolution für behinderte Menschen und ihre Pfleger bedeuten, die beide mit mehr Freiheit und Autonomie ausgestattet werden.