Zusammenfassung
Brain-Machine Interfaces (BMI) sind, seit ihrem Aufkommen vor 50 Jahren, immer stärker
in den Fokus der neurowissenschaftlichen Forschung gerückt. Die neuronale Aktivität
des Gehirns wird zur Steuerung eines Effektors genutzt, z. B. eines Computers oder
einer Prothese. Zusätzlich zu den potentiellen klinischen Möglichkeiten, die sich
besonders für Patienten mit motorischen Defiziten bieten, entstand auch ein neues
neurowissenschaftliches Werkzeug, das es ermöglicht, Einblicke in neuronale Funktionen
zu erlangen. Dementsprechend ist die BMI-Forschung an der Schnittstelle zwischen angewandter
und Grundlagenforschung angesiedelt. BMIs können nach mehreren Eigenschaften unterschieden
werden: Zum Ersten hinsichtlich der Methode, mit der die neuronale Aktivität gemessen
wird, zum Zweiten hinsichtlich der Datenanalyse und zum Dritten nach der Anwendung.
Ziel dieses Artikels ist es, eine kurze Zusammenfassung der BMI-Forschung der vergangenen
Dekaden und einen Überblick über die aktuelle BMI-Forschung zu geben. Zusätzlich diskutieren
wir die Herausforderungen, die sich hieraus insbesondere für die klinische Anwendung
ergeben haben. Wir legen dabei den Schwerpunkt auf BMIs zur Unterstützung und zum
Ersatz motorischer Funktionen und Kommunikation. Abschließend geben wir einen kurzen
Ausblick auf neue Entwicklungen der BMI Forschung.
Abstract
Brain-Machine Interfaces (BMI) emerged about 50 years ago, and since then they have
increasingly moved into the focus of neuroscientific research. In BMI the neuronal
activity of the brain is used to control an external effector such as a computer or
prosthesis. Besides potential clinical applications, especially for patients with
motor disabilities, BMIs offer a new neuroscientific tool to better understand brain
function. Therefore, BMI research is at the interface between basic and applied research.
The particular implementation of BMI-systems varies greatly regarding the methods
used for assessment of brain activation, the data analysis methods, and the targeted
application.
In this review we will provide a brief overview over the development of BMI-research
during the past decades and summarize recent research. We will focus on BMI development
in the context of motor function and communication and discuss, in particular, challenges
arising in clinical applications. Finally, we will briefly discuss future trends arising
in current BMI research.
Schlüsselwörter
Brain-Machine Interfaces - Neuroprothesen
Key words
brain-machine interfaces - neuroprosthesis