Entspannen in der virtuellen Realität

Während alle Welt über die künstliche Intelligenz redet, rätseln Wissenschaftler weiterhin, wie das menschliche Gehirn funktioniert. Die Hirnforschung hat in den vergangenen 30 Jahren wenig bedeutende Fortschritte gemacht. Viele Forschungsresultate stehen isoliert neben anderen – was zu einem Dilemma in den Neurowissenschaften führt: Die Allgemeinheit glaubt, die Funktion des Gehirns ist längst bekannt. «Es ist allerdings keineswegs erforscht, wie das Gehirn tatsächlich arbeitet», sagt Jamil El-Imad, Gründer des Start-ups NeuroPro.

Die Funktion des Gehirns respektive die menschliche Intelligenz werden im Rahmen von zwei Schweizer Grossprojekten erforscht: am Brain Mind Institute (BMI) an der EPF Lausanne und bei der Stiftung Mindfire. Bei beiden Vor­haben handelt es sich um Bottom-up-Projekte, in denen zuerst die Funktionsweise aller Nervenzellen und ihr Zusammenspiel erforscht werden soll. Diese Grundlagen­forschung benötigt viel Zeit.

Für die Therapie von Erkrankungen wie Alzheimer oder Phobien sind kurzfristige Lösungen gefragt. Für ein spezifisches Symptom oder Störungsbild sollte es eine spezifische Behandlungsmöglichkeit geben – quasi Top-down. Hier kann die Technologie eine Hilfe sein, sagt El-Imad. Wenn die Wirkmechanismen der heute etablierten Therapieverfahren mit Analytik auf den Prüfstand gestellt werden, können Computeralgorithmen die Therapie womöglich verbessern – und so das Leiden der Patienten lindern.

Die Wissenschaft behilft sich bei der Erforschung der Hirn­aktivität mit neurologischen Messwerten der Computer­tomografie (CT), der Elektroenzephalografie (EEG) und der Ma­gnetresonanztomografie (MRT). Die Daten werden zum Teil mit Verhaltensdaten kombiniert, z. B. EEG-Wellen mit Mausbewegungen beim Navigieren auf einer Webseite. Findet sich ein Zusammenhang zwischen der Hirn­aktivität und dem Verhalten, können zumindest vage Aussagen über die Funktionsweise des Gehirns gemacht werden.

El-Imad und seine Kollegen haben ein Training der Konzentrationsfähigkeit entwickelt. Die «Dream Machine» kombiniert das EEG mit einer VR-Brille. Hinzu kommt eine Software, welche die Hirnaktivität analysiert und dem Benutzer ein passendes Video anzeigt. Die Entwickler betonen, dass die Dream Machine aktuell noch ein Forschungsprojekt sei. Sie berufen sich auf Studien aus der Medizin und der Psychologie. Diese hätten erwiesen, dass Neuro-Feedback ein wirksames Mittel für die Behandlung psychischer Probleme sei. Indem die Dream Machine die Hirnaktivität messe und unmittelbar Rückmeldung gebe, könne Menschen in anspruchsvollen Jobs oder bei Defiziten geholfen werden, sich auf den aktuellen Moment zu konzentrieren.

Visuell umgesetzt ist das «Traum»-Training in der vir­tuellen Welt: Ein Szenario wäre eine Computergrafik mit Blasen, in denen attraktive Erholungsorte zu sehen sind. Konzentriert sich der Benutzer auf eine der Blasen, platzt sie und «vernebelt» den virtuellen Raum. Je mehr sich der User nun konzentriert, desto mehr lichtet sich der Nebel. Die Konzentration wird durch bestimmte EEG-Wellen er­mittelt und das Videobild in der VR-Brille entsprechend an­gepasst. Am Ende einer Sitzung erhält der User einen Score, den er beim nächsten Mal übertreffen soll.