Brain-to-Brain – Wie gedachte Handbewegungen Lichtblitze erzeugen können

BLOG: Von Menschen und Mäusen

Wissenschaft einfach erklärt
Von Menschen und Mäusen

Ich denke ich muss mich kurz vorstellen. Ich bin Claudia und das ist mein Scilog: Von Menschen und Mäusen. Ich bin gerade hier eingezogen und freue mich über meine neuen Nachbarn! Ich möchte gerne aktuelle Wissenschaft vermitteln – und zwar indem ich hier regelmäßig original Paper so zu erklären versuche, dass es möglichst allgemein verständlich wird. Ältere Artikel von mir findet ihr über die ‘offizielle’ Von Menschen und Mäusen Website, die erstmal noch weiter laufen wird. Viel Spaß beim Lesen!

 

Habt ihr euch schon mal gefragt, was euer gegenüber gerade denkt. Oder ob man irgendwie andere Köpfe beeinflussen kann – also ohne sie mühsam überzeugen zu müssen. Mit meinen Allmachtsfantasien bin ich jedenfalls nicht alleine, mindestens Stan Lee muss ähnliche Gedanken gehabt haben, als er seine X-Men erschuf. Was zunächst einmal wie Science Fiction klingt, scheint gar nicht mehr so abwegig zu sein. Zumindest in einer weit entfernten Zukunft – was dann doch wieder nach Science Fiction klingt.

Ich habe dazu eine Veröffentlichung gefunden, die sich damit beschäftigt, wie man Computer-vermittelte B2B (Brain-to-Brain à Gehirn-zu-Gehirn) -Interaktionen bewerkstelligen kann. Das gesamte Experiment war non-invasiv, niemandem musste dafür der Kopf aufgeschnitten oder Matrix-mäßig über ein Kabel verbunden werden. Um den allgemeinen Aufbau des Experiments besser zu verstehen, wurde diese Abbildung publiziert.

B2B Abbildung 1
Credit: PlosONE: 2014 Grau et al. DOI: 10.1371/journal.pone.0105225 CC BY 4.0 Schematische Darstellung des Versuchsaufbaus. Durch Bewegungsvorstellung übermittelt der Emitter einen binären Code an den Receiver. Der Receiver erhält diese Informationen durch TMS-vermittelte Generierung von Phosphenen.

 

Beschäftigen wir uns zunächst mit dem Emitter (Sender) auf der linken Seite der Abbildung. Dieser sollte ein binär codiertes Signal, also 0 oder 1, durch bewusste Bewegungsvorstellung erzeugen. Laut Wikipedia wird dieser mentale Prozess auch in der neurologischen Rehabilitation oder als Sporttraining eingesetzt. Dazu musste sich der Emitter vorstellen, jeweils die Hand oder den Fuß zu bewegen. Im Motorcortex – einem Bereich im Gehirn – werden so an verschiedenen Stellen elektronische Reize erzeugt, die man unter Verwendung eines EEGs messen kann. Das besondere bei diesem Versuchsaufbau ist, dass weder das sensorische noch das motorische System beteiligt sind, sondern die Signale ausschließlich durch Gedankenkraft übertragen werden. Nach einer gewissen Übungszeit war der Emitter in der Lage diesen Prozess in 90 % der Fälle korrekt auszuführen. Wurde der Fuß „bewegt“, wurde das Signal 0 ausgegeben (in der Abbildung feet=0), im Falle der Hand hieß es dann ‚hands=1‘. Diese Abfolge aus 0 und 1 wurde dann an das Brain-Computer-Interface (BCI) übertragen und über das Internet übermittelt. Um das Ganze nämlich noch ein bisschen verrückter zu machen, wurde das Signal aus Thiruvananthapuram in Indien nach Straßbourg in Frankreich versendet.

Die Empfänger auf der französischen Seite waren wiederum mit einem Computer-to-Brain Interface verbunden und erhielten den übermittelten binären Code. Da ja das eine Gehirn direkt mit dem anderen kommunizieren sollte, wurden die Empfänger mit einem transkraniellen magnetischen Stimulator (TMS) verbunden. Wie so etwas aussieht, könnt ihr auf dem nächsten Bild sehen. Wie der Name schon sagt, können mit diesem Gerät durch Verwendung starker Magnetfelder Bereiche im Gehirn stimuliert bzw. gehemmt werden. Dafür müssen im Gehirn des jeweiligen Probanden zunächst ganz individuell spezifische TMS-sensitive Bereiche identifiziert werden, die sich im visuellen Bereich des Gehirns am Hinterkopf befinden. Wenn diese Bereiche stimuliert werden, kommt es zu optischen Phänomenen, die als Phosphene bezeichnet werden. Das sind Lichtblitze, die man auch mit geschlossenen Augen sehen kann. Wenn also die 0 und 1 Sequenz aus Indien in Frankreich ankommt werden die Probanden bei dem Signal 1 so stimuliert, dass sie die Phosphene wahrnehmen sollten, und bei 0 passiert eben nichts. Die Probanden mussten dann verbal das Ergebnis wiedergeben.

B2B Abbildung 2
Credit: PlosONE: 2014 Grau et al. DOI: 10.1371/journal.pone.0105225 CC BY 4.0 Der Emitter auf der BCI-Seite in Indien überträgt per Bewegungsvorstellung einen binären Code an den Receiver in Frankreich. Um Fehler zu vermeiden, wird der Receiver dabei von äußeren Reizen durch eine Augenbinde und Ohrstöpsel möglichst wenig gestört.

Es wurden übrigens nicht einfach wahllose binäre Codes versendet, sondern die binären Äquivalente von ‚hola‘ und ‚ciao‘, insgesamt 140 Zeichen. Da die meisten aber eher nicht binär-Code sprechen, waren die gesendeten Signale immer noch pseudo-wahllos. Und wie gut hat das Ganze jetzt funktioniert? Nach einigen Verbesserungen im Aufbau auf der Empfänger-Seite, wurde ein Gesamtfehler von 4 % erreicht. Zufällig können die Ergebnisse somit nicht entstanden sein. Die Autoren weisen darauf hin, dass die Wahrscheinlichkeit für eine Fehlerrate von unter 20 % durch einfaches Raten extrem gering ist. Ein anschauliches Beispiel haben sie auch gleich mitgeschickt. Durch Zufall dieses Ergebnis zu erhalten, ist etwa so wahrscheinlich wie 140-mal eine Münze zu werfen und dabei mindestens 112-mal ‚Zahl’ zu bekommen.

Natürlich ist die Methode gemessen an unserem heutigen Datenvolumen gering – es wurden pro Experiment etwa 20 bits übertragen. Besonders ist dabei aber, dass zwei Menschen direkt über ihr Bewusstsein Signale übertragen/erhalten haben. Ich finde das ziemlich cool – in Indien stellt sich jemand vor, dass er seine Hand bewegt und bewirkt damit, dass jemand in Frankreich Lichtblitze sieht. Hoffentlich haben diese Wissenschaftler noch mehr solcher Flausen im Kopf!

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Claudia Davenport hat in Potsdam und Hannover Biochemie studiert und promoviert mittlerweile über Insulin-produziernende Surrogatzellen aus embryonalen Stammzellen zur Behandlung des Diabetes Typ 1. Wenn sie gerade mal nicht im Labor am Durchbruch arbeitet, der die Welt verändern wird, ist sie gerne im Grünen, radelt durch die Gegend oder geht Kaffee trinken.

15 Kommentare

  1. Es muß ja klar sein, dass diese Übermittlung auch ohne die ganze Elektronik zwischen den Köpfen funktionieren muß.
    Die Elektronik hier nur den Abstand zwischen den Menschen schafft, der für eine Art “Wissenschaftlichkeit” steht, die die Existenz des Phänomens unzweifelhafter darstellt. Würden die beiden Personen sich (ohne Elektronik) gegenüberstehen, täte niemand glauben, was da letztlich zwischen ihnen interagiert hat – sondern an üblichen Merkmalen, wie Gestik oder Mimik als Anzeichen glauben, die das Ergebnis solcher Versuche als notwendigkeit eines Informationsflusses beweisen.

    • Ich sehe den Unterschied zu “normaler” Kommunikation darin, dass hier in diesem Experiment ausschließlich über Nervenimpulse in den Gehirnen der jeweiligen Probanden kommuniziert wird. Im Gegensatz dazu werden z.B. bei einem Gespräch viele unterschiedliche Areale im Gehirn angesprochen, u.a. akkustische Wahrnehmung/Verarbeitung, Verstehen des Gesagten und Bewertung/Verarbeitung und schließlich die verbale Antwort.

      • Zitat:
        “…dass hier in diesem Experiment ausschließlich über Nervenimpulse in den Gehirnen der jeweiligen Probanden kommuniziert wird”

        -> Richtig. Zu erforschen und zu beweisen wäre nun, das diese Informationsübertragung auch ohne die Elektronik stattfindet.
        Aber was würde dies für uns bedeuten? Für manch esoterische Theorien? Gedankenübertragung, Intuition, psychische Störungen (wie Stimmenhören oder Schizophrenie).

        Die Gegenüberstellungssituation (mit oder ohne stattfindener Verbalkommunikation) war von mir nur erwähnt, weil es dabei für ähnliche Phänomene immerzu allerhand andere Erklärungen gibt, die einen Informationsfluß erklären würden. Etwa Anzeigen in der Gestik oder andere vermeindlich am Äußeren des Gegenüber abgelesene Zeichen und Signale – nicht aber, dass es eine Verbindung zwischen den Gehirnen gibt.

        Gute Freunde, die täglich Umgang miteinander haben, sind hinreichend synchronisierbar, sodass Situationen des wortlosen Verstehens entstehen können (und es dann auch wirklich so ist – dass sie Gleiches denken und dies über synchronisierte Gehrinbereiche ermöglicht wird). Die sogenannte “Seelenverwandtschaft” als höhere Stufe solcher Synchronisierungen.

  2. Ist das eigendlich klar, das Strom und Magnetfelder gleiche Wirkungen haben? Und wie kommen die gleichen Wirkungen zustande – etwa durch Induktion, woraufhin das Magnetfeld dann ja auch nur Strom erzeugte, der die Wirkung auslöst? Oder erzeugt der Strom im Organ wirkende Magnetfelder? Was ist also das direkt wirkende im Nervensystem?

    Und angesichts des hier besprochenen Versuchsergebnisses:
    https://scilogs.spektrum.de/von-menschen-und-maeusen/brain-to-brain-wie-gedachte-handbewegungen-lichtblitze-erzeugen-koennen/

    … Kann man Magnetfelder als “abschirmende” Funktion oder Strom als das Gehirn(bereich) stabilisierende Funktion sehen?

    Dazu sei von mir anzumerken, dass mir ein Aufenthalt im MRT-Magnetfeld nicht besonders “anders” vorkommt, als sonst ohne. Was aber nur eine recht oberflächlich subjektive Erfahrung sei (ohne besonders hohe Aufmerksamkeit auf die wesendlichen Gehirnfunktionen und ihre Auswirkungen auf das Bewusstsein). Aber vielleicht reichen die Feldstärken dabei gar nicht aus? (in der Entfernung).

    • Eine Laienfrage:
      Bei der Magnetresonanztomographie können ohne weiteres mehrere Tesla auftreten.
      Arterien können einige Millimeter Durchmesser haben.
      Die Strömungsgeschwindigkeit in den Arterien kann mehrere Meter pro Sekunde betragen.
      Eigentlich müsste dadurch eine magnetohydrodynamische Spannung erzeugt werden.
      Diese Spannung sollte hoch genug sein, um auf die Nervenzellen einzuwirken.
      Warum bemerkt man bei der Magnetresonanztomographie nichts davon?
      Auf diese Weise funktionieren auch die magnetisch-induktiven Durchflussmesser.
      Eine Zeichnung zu diesem Thema:
      http://members.chello.at/karl.bednarik/MHDBMRI.PNG

  3. Eine auf Wunsch ein- und ausschaltbare telepathische Kommunikationsmöglichkeit mit einem Partner würde sicher auf reges Interesse stossen. Es würde so etwas wie das direkte Anstupsen einer anderen Person erlauben (es gibt eine Facebook-Funktion Anstupsen)

    Kevin Warwick hat im Projekt Cyborg schon früh mit der Übertragung von Daten zwischen Personen und Computern/Robotern oder andern Personen experimentiert. Über eine solche Datenübermittlung zwischen ihm und seiner Frau liest man in der Wikipedia folgendes:

    A highly publicised extension to the experiment, in which a simpler array was implanted into the arm of Warwick’s wife—with the ultimate aim of one day creating a form of telepathy or empathy using the Internet to communicate the signal from afar—was also successful in-so-far as it resulted in the first direct and purely electronic communication between the nervous systems of two humans

    Dass die Übertragungsraten sehr gering sind, ist womöglich nicht so entscheidend, wenn man eine direkte Verbindung zu einer anderen Person haben will. Das interessante daran ist vielmehr die Unmittelbarkeit und eine Kommunikationsform, die ohne Sprache oder Bild (das man bewusst anschauen muss) auskommt.

    • Anstupsen trifft es sehr gut – so würde ich das Experiment auch verstehen. Die Besonderheit, die die Autoren gerne herausstellen wollten, ist, dass die Kommunikation komplett non-invasiv erfolgen kann. Der Sender trägt lediglich Elektroden und der Empfänger ist mit dem TMS verbunden ohne, dass es beiden ‘unter die Haut’ geht.
      Auf Grund der geringen Datenmenge die zur Zeit übertragen werden kann, musste ich sofort an Morsecodes denken.

  4. Anregung: Experimente mit TMS sollte man versuchsweise mit Blinden machen. Wenn man es schafft, per Kamera aufgenommene Reize in Blitzsignale zu übersetzen, dann könnten diese eventuell für ein Orientierungssystem genutzt werden

  5. Hi Claudia,

    willkommen auf SciLogs. Eigentlich ist das Thema eins für Brainlogs. Zieh doch um! Ich habe auch kurz auf vonmenschenundmaeusen.de geschaut. Sieht dort mehr so aus, dass du in die Biologie in ihrer Breite gehst (und es sieht gut aus!). Also dann doch die Wissenslogs.

    Wie auch immer, schreibst Du auch über Deine Forschung? Wenn nicht, mein Rat: fang damit an.

    Das Thema dieses Posts finde ich (ehrlich gesagt und mit dem Lob zuvor) etwas banal. Mir ist klar, das bei solchen Machbarkeitsstudien oft unerwartete Sachen passieren. Aber dass das ansonsten “im Prinzip” funktioniert, weiß man ja.

    • Hallo Markus,

      das war ein absoluter Zufall, dass wir beide zur selben Zeit Artikel über TMS geschrieben haben. Ich wollte euch Brainloggern da nicht in die Quere kommen. Ich finds immer noch cool, auch wenn es banal ist. Mir als Biochemikerin ist sowas leider nicht so geläufig. Und daher durfte es auch auf meinen Blog 🙂

      • Es hat etwas atemberaubendes, keine Frage.
        Nur noch mal zur Erklärung: Banalität — damit meine ich: der Emitter geht (lange bekannt), der Receiver geht (lange bekannt) und dazwischen ist ja nur eine Übertragung (noch viel länger Bekannt).

        Machbarkeitsstudien sind auch nicht nur dazu da, unvorhergesehene Wechselwirkungen aufzuzeigen. Sie gelten als Akzeptanztest. Ich denke, das sind der Punkt hier. Mit Deinem Beitrag hast Du somit an dem eigentlichen Zweck der Studie teilgenommen!

        • Das Neue, also Nichtbanale bei dieser Studie könnte die Übertragung und vor allem das Erkennen eines Null-Signals durch den „Receiver“ sein (könnte, weil ich hierzu nicht recherchiert habe).

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