KI-Hirnimplantat gibt Gelähmtem Gefühl und Bewegung zurück

Forscher:innen am Feinstein-Institut für medizinische Forschung im US-Bundesstaat New York ist es gelungen, per KI-Implantat die Verbindung zwischen Gehirn, Körper und Rückenmark eines Menschen wiederherzustellen, der seit einem schweren Tauchunfall im Jahr 2020 an Tetraplegie, also der Lähmung aller vier Gliedmaßen und des Rumpfes leidet.

Dazu setzten sie ein Implantat aus fünf Mikrochips in das Gehirn des Patienten ein. Die Chips werden per Künstlicher Intelligenz (KI) gesteuert und sollen so die Gedanken des Patienten in Handlungen umsetzen.

Tatsächlich ermöglicht das Hirnimplantat dem Patienten, wieder etwas zu spüren sowie einige seiner Körperteile zu bewegen. Thomas zeigt sich überwältigt:

„Es gab eine Zeit, in der ich nicht wusste, ob ich überhaupt noch lebe oder ob ich es überhaupt noch wollte. Und jetzt kann ich die Berührung von jemandem spüren, der meine Hand hält.“

Nach Angaben der CDC, einer Behörde des US-Gesundheitsministeriums, gibt es allein in den USA fünf Millionen Menschen mit unterschiedlichen Formen von Lähmungen. Dabei gibt es bislang kaum sinnvolle Behandlungsmöglichkeiten, die den Zustand der Patienten wesentlich verbessern könnten.

Das neue Implantat zeigt einen vielversprechenden Weg, verloren gegangene Nervenbahnen zu rekonstruieren und die normale Gehirn- und Rückenmarksaktivität bei Patienten mit Lähmungen wiederherzustellen. Bei Keith Thomas war die Ausgangslage besonders schwierig. Seit seinem Tauchunfall ist er unterhalb des Brustbereichs vollständig gelähmt. Das machte ihn zum Wunschteilnehmer an der Studie des Feinstein-Instituts.

Mithilfe von MRT-Scans stellten die Forschenden fest, welche Bereiche von Thomas Gehirn betroffen waren. Anschließend platzierten sie das Implantat im Rahmen einer 15-stündigen Operation.

Thomas war während der Operation wach und konnte deshalb den Ärzten mitteilen, ob und welche Empfindungen er während der Platzierung des Implantats hatte.

Das erwies sich als goldrichtig, wie Dr. Ashest Mehta, einer der Chirurgen, die die Operation durchführten, sagt: „Da wir Keiths Bilder hatten und er während eines Teils der Operation mit uns sprach, wussten wir genau, wo wir die Hirnimplantate einsetzen mussten. Wir setzten zwei Chips in den Bereich ein, der für Bewegungen zuständig ist, und drei weitere in den Teil des Gehirns, der für den Tastsinn und das Gefühl in den Fingern verantwortlich ist.“

Thomas Zustand hat sich seit der Operation drastisch verbessert. Zum ersten Mal seit drei Jahren kann er spüren, wenn jemand seine Hand berührt oder hält. Zudem kann er nach eigenem Gusto seine Arme bewegen.

Schlussendlich funktioniert die Stimulation der entsprechenden Hirnregionen über den Anschluss der Kopfimplantate an externe Computer. Die dort arbeitende KI setzt seine Gedanken in Aktionen um.

Sobald die Befehle für die konkrete Aktion klar sind, stellen die Mikrochips im Gehirn die für die Aktion erforderliche Verbindung zwischen Gehirn und Rückenmark her. Das führt dazu, dass Thomas sowohl etwas fühlen wie sich bewegen kann.

„Wenn der Studienteilnehmer daran denkt, seinen Arm oder seine Hand zu bewegen, ‚laden‘ wir sein Rückenmark auf und stimulieren sein Gehirn und seine Muskeln, um den Wiederaufbau der Verbindungen zu unterstützen, sensorisches Feedback zu geben und die Genesung zu fördern. Diese Art der gedankengesteuerten Therapie ist ein entscheidender Fortschritt“, so Professor Chad Bouton vom Feinstein-Institut.

Für Thomas erweist sich die Operation als voller Erfolg. Mittlerweile spürt er selbst dann, wenn sein Kopf nicht an den Laborcomputer angeschlossen ist, neue Empfindungen in seinem Handgelenk und anderen Teilen des Arms. Außerdem hat sich die Gesamtkraft seiner Arme nach der Operation um mehr als 100 Prozent erhöht.

Thomas zeigt sich begeistert, aber auch demütig: „Das Einzige, was ich tun möchte, ist, anderen zu helfen. Das war schon immer das, was ich am besten kann. Wenn dies jemandem noch mehr helfen kann, als es mir geholfen hat, dann ist es das alles wert.“