Brainnet: Human Machine Interface der neuen Generation

Chronik einer Endomorphose, 1. April 2001

Brainnet
Human Machine Interface der neuen Generation

In der heutigen Ausgabe des IT-Magazins "Update" vom 1. April 2001 erschien auf Seite 4 ein ganzseitiger Artikel über eine sensationelle Neuentwicklung auf dem Gebiet der Human Machine Interfaces.

Schon lange arbeiten vor allem militärische Forschungseinrichtungen an der Entwicklung von Breitband-Datenschnittstellen zwischen Menschen und Computern.

Der Daten-Input in Gehirne erfolgt zur Zeit im wesentlichen durch visuelle Reize. Obzwar hierüber große Datenübertragungsleistungen realisiert werden könnnen, ist die Notwendigkeit eines Sichtkontaktes mit einem Bildschirm oftmals unerwünscht und lästig.

Datentransfer: Computer => Mensch

Der Datentransfer von Menschen in Computer ist in jeder Hinsicht unzulänglich. Mit den heute üblichen "Mäusen" oder Tastaturen lassen sich nur wenige Byte pro Sekunde realisieren. Hiermit wird schon die Übertragung eines textlich gefassten Gedankens von nur wenigen Sätzen zu einem Akt mehrerer Sekunden. In hybriden Computer-Mensch-Systemen wird gerade die Informationsübertragung vom Menschen zum Computer immer mehr zum eigentlichen Flaschenhals der Gesamtleistung eines Mensch-Computer-Geflechts..

Datentransfer: Mensch => Computer

Bild eines typischen Computerarbeitsplatzes in einer Betriebsüberwachung, um 1995

Einem Entwicklungsteam rund um den illustren Prof. Garibert Lallesund ist nun am "TZI-Institute of Cybetics" ein unerwarteter Durchbruch gelungen. Ein feinmaschiges Drahtnetz wird unterhalb des Schädelknochens auf die Gehirnmasse implantiert und erlaubt einen direkten und raumzeitlich koordinierten Datenaustausch mit Neuronenverbänden verschiedener Hirnregionen bis hinunter in die tiefsten Regionen des limbischen Systems:

<= Prof. Lallesund war ein Schüler des berühmten Neuseeländers Sir John Eccles

Brainnet: Schemaskizze (nach Prof. Lallesund, 2001)

<= Zur Erläuterung:

Gelbe Fäden: Drahtnetz

A: Sender-Empfänger Einheit mit Steuerchip

B: Generator auf Induktionsbasis

C: Satellit

D: Funkdaten

Eine kleine Sender-Empfänger-Einheit flachster Bauweise (A) mit integriertem Chip steuert die Datenflüsse (D) zwischen externen Kommunikationsteilnehmern (C) und dem human-user. Über ein feinmaschiges Drahtnetz können elektrische Signale unmittelbar mit einzelnen Neuronenverbänden ausgetauscht werden.

<= Bauteile von brainnet

Das bahnbrechend neuartige an dieser Entwicklung ist die Tatsache, dass nicht nur einzelne Neuronen punktuell stimuliert werden können oder einzelne Signale elektrodenhaft abgegriffen werden.

<= Das neue an brainnet

Vielmehr greift das Netz komplexe Erregungsmuster ab, kategorisiert sie mit Hilfe einer Mustererkennung (neuronales Netz) und leitet diese verdichtete Information weiter. In den Chip A integriert ist ein lernfähiges neuronales Netz welches durch den Benutzer trainiert werden kann beziehungsweise muss. Diese Prozedur sieht wie folgt aus:

Spezifische Erregungsmuster in Gehirnen

Vor der Implantation wird mit Hilfe von Elektroden das personenspezifische neuronale Erregungsmuster eines Patienten hinsichtlich ja/nein erfasst. Während der Implantation (Installation) von brainnet wird dann an ein vorgesehenes yes/no-Port des Chips eine gezielte Elektrode zum Erfassen der Ja/Nein-Erregungen angebracht. Hierüber "weiß" brainnet, ob ein Mensch gerade "ja" denkt oder "nein" (oder weder noch).

<= Trainieren von Brainnet: ja/nein-Port

Nach der chirurgischen Installation beginnt die eigentliche Lernphase: die Sendeeinheit (A) greift neuronale Erregunsmuster des Patienten ab und schickt sie an ein Wiedergabegerät. Dies kann ein Monitor, ein Lautsprecher oder zum Beispiel auch eine Robotermechanik sein.

<= Brainnet lernt wie ein neuronales Netz

Der Benutzer denkt sich nun gezielt etwas aus, was er auf dem Wiedergabegerät realisieren will. Zum Beispiel stellt sich der Benutzer einen Apfel vor und möchte diesen auf einem Monitor wiedergegeben sehen.

<= Benutzer von brainnet definiert Lernziel

Ist der Benutzer mit dem Ergebnis welches brainnet liefert unzufrieden, so denkt er "nein" und brainnet versucht sich an einer neuen Interpretation des Erregungsmusters. Erst wenn der Benutzer "ja" denkt gilt eine Trainingseinheit als abgeschlossen. Dies ist der klassische Vorgang ein neuronales Netz zu trainieren.

<= Benutzer kontrolliert und bewertet brainnet

In ersten Versuchen mit freiwilligen Studenten der Freien Universität Braberg wurden beachtliche Erfolge erzielt: So gelang es einigen Probanden bereits nach zwei Wochen Traing Texte so schnell auf einem Monitor erscheinen zu lassen, wie sie erdacht wurden. Anderen gelang es durch reine Gedankenkraft Roboter Tennis spielen zu lassen.

<= Erste Versuche

Als Kuriosum muss ein eher peinlicher Zwischenfall betrachtet werden. Ein Student produzierte plötzlich unkontrollierte Bilder einer wenig rühmlichen Straftat, die er selbst kurz vor Beginn des Versuches begangen hatte. Die Gerichte streiten nun über die Zulässigkeit eines "brainscans" als Beweismaterial. Auch wird bereits darüber nachgedacht brainnet als Lügendetektor und Verhörmittel einzusetzen. Die Reaktion von Menschenrechtsgruppen dürfte hier nicht lange auf sich warten lassen.

<= juristische Aspekte

Deutlich einfacher zu trainieren ist das Einlesen von Daten in das Gehirn. Der Benutzer bekommt eine Sequenz von Bildern, Worten oder sonstigen Sinnesreizen gezeigt und in seinem Gehirn stellt sich zunächst von alleine das dazugehörige Erregungsmuster ein. Brainnet stellt nun eine Korrelation zwischen den dargebotenen Reizen oder dem sich ergebenden neuronalen Erregungsmuster her. Nach einiger Zeit erzeugt brainnet die zuvor registrieten Erregungsmuster künstlich und beim Benutzer stellt sich der Eindruck ein, als ob er tatsächlich etwas über seine Sinne wahrnehme.

<= Einlesen von Daten

In Praxisversuchen konnten bereits nach kurzer Zeit viele Probanden ihre Augen schließen und erhielten von brainnet höchstzuverlässige Bilder und Texte unmittelbar ins Gehirn eingespielt.

<= Praxisversuche

Zu den Kinderkrankheiten dieser Technik gehört der Effekt der Superposition von Bewusstseininhalten. Wenn es zu Konflikten bezüglich der Erregungsmuster von brainnet und der realen Sinnesreize kommt treten unkontrollierbare Resonsanz- oder Auslöschungseffekte auf. Manche Probanden erlitten akute ideophrene Embolien die sich in apathischem Lallen und wildem Beinzucken äußerten. Auch Übelkeit, spontane Agression und Weinkrämpfe wurden beobachtet. Der Effekt der Superposition von Bewusstseinsinhalten kann nur durch eine Blindlegung der von den echten Sinnesorganen herrührenden Nervenbahnen ausgeschlossen werden und man denkt bereits darüber nach, diese Nervenbahnen unmittelbar an den Chip von brainnet anzuschließen.

<= Kinderkrankheiten

Nach Prof. Lallesund können militärische Nutzungen von brainnet nicht ausgeschlossen werden. Vorrangig verfolgt wird die unmittelbare Kopplung von Jetfighter-Piloten an ihre Flugzeuge oder die Breitbandkommunikation von Air-Traffic-Controllern mit ihren Computersystemen.

<= militärischer Nutzen

Neuroelektrischer Pilot

Brainnet könnte aber auch die Bürokommunikation revolutionieren. Es existieren bereits erste Entwicklungsaufträge hin zu einem Großraumbüro ohne jegliche Monitore, Tastaturen oder Mäuse.

<= Bürokommunikation

Keine Vision sondern bereits prototypisch realisiert ist auch die direkte Mensch-zu-Mensch Kommunikation. Der alte Traum der Telepathie ist nun Wirklichkeit. Menschen können unmittelbar Gedanken untereinander austauschen. Ein Problem stellt allerdings noch die Selektivität der Gedankenübertragung dar.

<= Telepathie

Äußerst vielsversprechend scheinen Ansätze zu sein, die enorme und brachliegende Rechenleistung des Unterbewusstseins kontrolliert anzuzapfen. Man kann davon ausgehen, dass die bewusst wahregenommenen Gedanken weit mehr als die sprichwörtlichen 99% der Gehirnkapazität ungenutzt lassen. Brainnet könnte deshalb dazu bentutzt werden, die im Unterbewussten vorhandene Rechenleistung zu stimulieren und somit menschliche Gehirne per Funkdatenübertragung in Rechnercluster einzubinden. Problematisch dürfte aber auch hier wieder der Aspekt unkontrollierter Datenübertragungen aus dem Sendergehirn heraus werden, wenn es sich um peinliche oder gar juristisch relevante Daten handeln sollte.

<= Unterbewusstsein in Rechnercluster einbauen

Die Rechenleistung des Unterbewusstseins

Reizvoll erscheint hier vor allem die Perspektive, Menschen ohne Einkommen eine Erwerbsquelle anzubieten. Nach ersen Schätzungen dürfte bei einem "Tageslohn" von 3 Euro das menschliche Unterbewusstsein als Rechnerkapazität preisgünstiger sein, als bestehende siliziumbasierte Rechner. Die Arbeitnehmer müssten lediglich sicherstellen, dass sie sich zu jedem Zeitpunkt im Funknetz bewegen. Kritische Stimmen weisen aber auch auf den Aspekt von böswillig vagabundierenden Gedanken-Hackern hin.

<= Chance für die Dritte Welt?

Mehr von philosophischen Interesse dürfte die Möglichkeit sein, mit dieser Technik auch die Gedanken von Unternehmen zu kategorisieren und übertragbar zu machen.

Das Bewusstsein eines Teams

Ein Gemeinschaftsforschungsprogramm der SEADO und von "TrepChor Associated" soll untersuchen, inwiefern brainnet auch einem Unternehmensnetzwerk (respektive Intranet) "übergestülpt" werden könnte um beispielsweise kritische Liquiditätszustände, Produktionsengpässe, Fusionsbegehrlichkeiten etc. zu erfassen.

<= Firmenbewusstsein?

Firmen als neuronale Netzwerke?

Literaturtipp: Die Technik auf dem Weg zur Seele: Forschung an der Schnittstelle Mensch-Maschine (1996)

Ebenfalls der Grundlagenforschung zugeordnet werden müssen Versuche zur Übertragbarkeit von Gefühlszuständen mit brainnet. Ein großes Interesse hieran bekundeten vor allem, interessanterweise, die europäischen Krankenversicherungen: sie sehen in brainnet eine Möglichkeit zur Linderung psychosomatischer Krankheiten durch "elektrisch stimulierte Gemütsaufhellung".

<= Gemütsaufhellung senkt Krankenkosten

In einem abschließenden Statement in dem Artikel aus "update" äußerte sich Prof. Lallesund zuversichtlich darüber, dass diese Technik bis zum Jahre 2035 vollständig ausgereift sein werde. Er räumt zwar ein, dasss noch viele ethische und juristische Fragen zu klären seien, macht aber auch klar, dass der technologische Fortschritt auf diesem Forschungsgebiet kaum aufzuhalten sein dürfte.

<= Ausblick

Menschen und Computer verwachsen physikalisch

März 2002