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Gelähmte können mit den Augen schreiben

Optischer Trick. Es ist eine neue Hoffnung für vollständig Gelähmte: Ein verblüffend einfacher optischer Trick ermöglicht es, mit den Augen Schreibschrift auf einen Bildschirm zu malen. Die Technik könnte invasive Computer-Hirn-Schnittstellen teilweise ersetzen.

Die Augen sind oft das Einzige, was vollständig gelähmte Menschen noch bewegen können – und bieten dann die einzige Möglichkeit, mit der Umwelt zu kommunizieren. Bisher können sich Betroffene nur sehr langsam und umständlich verständigen: Sie blicken dafür auf ein Computerdisplay mit allen Buchstaben des Alphabets und müssen nacheinander jeden gewünschten Buchstaben einen Moment fixieren und durch Blinzeln bestätigen.

Zahlen und Buchstaben: Von Gelähmten mit den Augen geschrieben

Jetzt aber hat ein französischer Hirnforscher eine Technologie vorgestellt, die eine deutliche Verbesserung bringen könnte: Gelähmte konnten in Experimenten allein durch ihre Augenbewegungen Buchstaben, Wörter und Zahlen auf ein Display malen, wie Jean Lorenceau von der Université Pierre et Marie Curie in Paris im Fachmagazin „Current Biology“ schreibt.

Bisher war diese Art des Augenschreibens unmöglich, da die Pupillen normalerweise ständig zuckende, unwillkürliche Bewegungen durchführen. Diese sogenannten Sakkaden hindern Kameraprogramme daran, feine, gezielte Bewegungen der Augen zu verfolgen und zu erkennen. Bei der neuen Methode unterbindet ein blinkender Bildschirmhintergrund die Sakkaden. Bereits nach kurzem Training hätten Probanden gelernt, ihre Augenbewegungen zu kontrollieren und lesbare Formen zu erzeugen, berichtet Lorenceau. Für Menschen, die ihre Gliedmaßen nicht mehr bewegen und nicht mehr sprechen können, könne dies zu einer schnellen und einfachen Möglichkeit werden, sich sprachlich und kreativ auszudrücken.

„Die neue Technologie bietet diesen Menschen nun eine ganze Bandbreite von Möglichkeiten, die sie bisher nicht hatten“, erklärt Lorenceau. So könnten sie wie mit einem Bleistift beliebige Formen zeichnen oder etwas unterschreiben. Mit ein wenig Übung könne man zudem mit den Augen 20 bis 30 Buchstaben in der Minute schreiben – genauso schnell wie mit der Hand.

Flackernde Kreise täuschen das Sehsystem

Der Forscher arbeitet zurzeit daran, sein System weiter zu verbessern. Schon im nächsten Jahr, so kündigt er an, sollen erste Tests mit Patienten erfolgen, die an der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS) erkrankt sind. Bei dieser nicht heilbaren Erkrankung werden die Nerven, die die Muskeln steuern, fortschreitend zerstört. Als Folge leiden die Patienten unter immer stärker werdenden Lähmungen und können nach einiger Zeit nicht mehr sprechen. Forscher arbeiten seit Jahren an Computer-Hirn-Schnittstellen, um den Patienten eine bessere Kommunikation mit ihrer Umwelt zu ermöglichen. Allerdings müssen dafür meist Elektroden direkt auf der Hirnhaut implantiert werden.

Kernstück des neuen Systems ist ein Bildschirmhintergrund mit zahlreichen zufällig verteilten Kreisen. Sie verändern 720-mal pro Minute ihren Kontrast und erzeugen so ein schnelles Flackern. „Wenn die Augen ruhig stehen, erscheint dieser Hintergrund nur als Feld von statischen Scheiben“, erklärt Lorenceau. Wenn man aber seine Augen bewege, erzeuge dieses Flackern eine Scheinbewegung: Die Kreise scheinen in Richtung der Augenbewegung zu wandern. Dieser Effekt täusche das Sehsystem und sorge dafür, dass die Sakkaden unterbleiben.

Eine spezielle Kamera und ein Computerprogramm werten die Augenbewegungen der schreibenden Person aus und ermitteln daraus die gemalte Form. Um das Training zu erleichtern, markiert anfangs ein Ring aus farbigen Punkten, wohin der Blick des Probanden gerade geht. Allerdings räumt Lorenceau ein, dass die Nutzer die durch ihre Augenbewegungen erzeugten Linien nicht sofort sehen. Sie müssten daher lernen, quasi blind zu schreiben. Das aber gehe erstaunlich schnell: Nach nur drei jeweils halbstündigen Trainingssitzungen vor einem solchen Display hätten sechs Probanden gelernt, Zahlen, Buchstaben und ganze Wörter leserlich zu schreiben.

via: http://www.spiegel.de/wissenschaft

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