Gehirnimplantat-fähiges Sehen: Bilder im Gehirn erzeugen

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  Quantumrun-Vorausschau
• 17. August 2022

Zusammenfassung der Einblicke

Blindheit ist ein weit verbreitetes Problem und Wissenschaftler experimentieren mit Gehirnimplantaten, um das Sehvermögen wiederherzustellen. Diese Implantate, die direkt in den visuellen Kortex des Gehirns eingesetzt werden, könnten das Leben von Menschen mit Sehbehinderungen erheblich verbessern und ihnen ermöglichen, grundlegende Formen und möglicherweise in Zukunft mehr zu sehen. Diese sich weiterentwickelnde Technologie verbessert nicht nur die Aussichten auf Unabhängigkeit für Sehbehinderte, sondern wirft auch Fragen zu ihren umfassenderen gesellschaftlichen und ökologischen Auswirkungen auf.

Kontext der Vision von Gehirnimplantaten

Eine der häufigsten Beeinträchtigungen der Welt ist Blindheit, von der weltweit über 410 Millionen Menschen in unterschiedlichem Ausmaß betroffen sind. Wissenschaftler erforschen zahlreiche Behandlungen, um Personen zu helfen, die an dieser Erkrankung leiden, einschließlich direkter Implantate in den visuellen Kortex des Gehirns.

Ein Beispiel ist ein 58-jähriger Lehrer, der seit 16 Jahren blind war. Sie konnte endlich Buchstaben sehen, Kanten von Objekten identifizieren und ein Maggie-Simpson-Videospiel spielen, nachdem ein Neurochirurg 100 Mikronadeln in ihren visuellen Kortex implantiert hatte, um Neuronen aufzuzeichnen und zu stimulieren. Die Testperson trug dann eine Brille mit Miniaturvideokameras und einer Software, die die visuellen Daten kodierte. Die Informationen wurden dann an die Elektroden in ihrem Gehirn gesendet. Sie lebte sechs Monate lang mit dem Implantat und erlebte keine Störungen ihrer Gehirnaktivität oder andere gesundheitliche Komplikationen. 

Diese Studie, die von einem Team von Wissenschaftlern der Universität Miguel Hernández (Spanien) und des Niederländischen Instituts für Neurowissenschaften durchgeführt wurde, stellt einen Sprung nach vorne für Wissenschaftler dar, die hoffen, ein künstliches visuelles Gehirn zu schaffen, das blinden Menschen helfen würde, unabhängiger zu sein. Inzwischen haben Wissenschaftler in Großbritannien ein Gehirnimplantat entwickelt, das lange elektrische Stromimpulse verwendet, um die Bildschärfe für Menschen mit Retinitis pigmentosa (RP) zu verbessern. Diese Erbkrankheit, die 1 von 4,000 Briten betrifft, zerstört lichtempfindliche Zellen in der Netzhaut und führt schließlich zur Erblindung.

Störende Wirkung

Obwohl es vielversprechend ist, sind noch zahlreiche Tests erforderlich, bevor diese sich entwickelnde Behandlung kommerziell angeboten werden kann. Die spanischen und niederländischen Forschungsteams untersuchen, wie die an das Gehirn gesendeten Bilder komplexer werden und mehr Elektroden gleichzeitig stimuliert werden können, sodass Menschen mehr als nur grundlegende Formen und Bewegungen sehen können. Ziel ist es, Menschen mit Sehbehinderungen die Bewältigung alltäglicher Aufgaben zu ermöglichen, einschließlich der Fähigkeit, Personen, Türen oder Autos zu identifizieren, was zu mehr Sicherheit und Mobilität führt.

Durch die Umgehung der unterbrochenen Verbindung zwischen Gehirn und Augen können sich Wissenschaftler darauf konzentrieren, das Gehirn direkt zu stimulieren, um Bilder, Formen und Farben wiederherzustellen. Der Transplantationsprozess selbst, Minikraniotomie genannt, ist sehr unkompliziert und folgt neurochirurgischen Standardpraktiken. Dabei wird ein 1.5 cm großes Loch in den Schädel gebohrt, um eine Gruppe von Elektroden einzuführen.

Forscher sagen, dass eine Gruppe von etwa 700 Elektroden ausreicht, um einem Blinden genügend visuelle Informationen zu liefern und so seine Mobilität und Unabhängigkeit deutlich zu verbessern. Ihr Ziel ist es, in zukünftigen Studien weitere Mikroarrays hinzuzufügen, da das Implantat nur kleine elektrische Ströme benötigt, um den visuellen Kortex zu stimulieren. Eine weitere sich entwickelnde Therapie besteht darin, das Genbearbeitungstool CRISPR zu verwenden, um die DNA von Patienten mit seltenen genetischen Augenerkrankungen zu modifizieren und zu reparieren, damit der Körper Sehbehinderungen auf natürliche Weise heilen kann.

Auswirkungen implantierbarer Verfahren zur Wiederherstellung des Sehvermögens

Zu den weiteren Auswirkungen des Einsatzes von Gehirnimplantaten auf die Verbesserung und Wiederherstellung des Sehvermögens können gehören: 

• Verstärkte Zusammenarbeit zwischen medizinischen Universitäten, Start-ups im Gesundheitswesen und Pharmaunternehmen, die sich auf Therapien zur Wiederherstellung der Sehkraft durch Gehirntransplantationen konzentrieren, was zu beschleunigten Fortschritten in diesem Bereich führt.
• Eine Verlagerung der neurochirurgischen Ausbildung hin zur Spezialisierung auf Gehirnimplantationen zur Wiederherstellung des Sehvermögens, was die medizinische Ausbildung und Praxis erheblich verändert.
• Verstärkte Forschung zu intelligenten Brillen als nicht-invasive Alternative zu Gehirnimplantaten, um Fortschritte in der tragbaren Technologie zur Verbesserung der Sehkraft zu fördern.
• Die Anwendung der Gehirnimplantat-Technologie bei Personen mit normalem Sehvermögen bietet erweiterte Sehfähigkeiten wie extreme Fokussierung, Fernsicht oder Infrarotsicht und verändert dadurch verschiedene Berufsfelder, die auf eine verbesserte Sehschärfe angewiesen sind.
• Die Beschäftigungslandschaft verändert sich, wenn Personen mit wiederhergestelltem Sehvermögen in die Arbeitswelt eintreten oder wieder eintreten, was zu Verschiebungen bei der Verfügbarkeit von Arbeitsplätzen und den Schulungsanforderungen in verschiedenen Sektoren führt.
• Mögliche Umweltauswirkungen durch die zunehmende Produktion und Entsorgung von High-Tech-Geräten zur Sehverbesserung, die nachhaltigere Herstellungs- und Recyclingprozesse erfordern.
• Veränderungen im Verbraucherverhalten und in der Marktnachfrage, da verbessertes Sehvermögen zu einer wünschenswerten Eigenschaft wird und Branchen von der Unterhaltung bis zum Transportwesen beeinflusst.
• Veränderungen in der sozialen Dynamik und Wahrnehmung von Behinderung, da die Gehirnimplantattechnologie die Grenze zwischen therapeutischem Nutzen und Augmentation verwischt, was zu neuen gesellschaftlichen Normen und Werten rund um die menschliche Verbesserung führt.

Fragen zu berücksichtigen

• Wie könnte diese Technologie Ihrer Meinung nach das Leben von Sehbehinderten sonst noch verändern?
• Welche anderen Anwendungen gibt es für diese Technologie?