Herauszufinden, was im Gehirn vor sich geht, gilt gemeinhin als extrem schwierig bis unmöglich. Eine große Herausforderung besteht darin, dass die besten Möglichkeiten dafür raumgroße Maschinen sind, die in Krankenhäuser verbannt werden – aber brain.space hofft, dass sein tragbarer, leistungsstarker und vor allem benutzerfreundlicher EEG-Helm (plus 8,5 Millionen US-Dollar an Finanzmitteln) neue Anwendungen und Behandlungen zu Hause und – als eine Art Cork Pop für sein Debüt – im Weltraum ermöglichen könnte.
Die Elektroenzephalographie oder EEG ist eine etablierte Methode zur Überwachung bestimmter Signale, die das Gehirn produziert und die anzeigen können, welche Bereiche der Hirnrinde aktiv sind, ob der Benutzer konzentriert, aufgeregt und so weiter ist. Es ist bei weitem nicht so genau wie ein MRT, aber andererseits braucht man für ein EEG nur einen Satz elektrischer Kontakte auf der Kopfhaut, während ein MRT-Gerät riesig, laut und unglaublich teuer ist.
Es gab jedoch herzlich wenig Fortschritte in der EEG-Technologie, und es wird oft mehr oder weniger so gemacht, wie es vor Jahrzehnten gemacht wurde. Vor kurzem hat sich das mit Geräten wie dem von Cognixion geändert, das ein überarbeitetes EEG verwendet, um spezifische Signale zu interpretieren, um Menschen mit motorischen Beeinträchtigungen die Kommunikation zu ermöglichen.
Das in Israel ansässige brain.space (in Kleinbuchstaben geschrieben, mit einem Punkt darin, speziell um Reporter zu ärgern) hat seine eigene Version des EEG, die behauptet, dass es nicht nur bessere Messwerte als herkömmliche liefert, sondern auch drahtlos ist und ohne eingerichtet werden kann fachmännische Hilfe.
„Es wurde entwickelt, um das effektivste, billigste und am einfachsten zu verwendende EEG-Akquisitions-Headset der Welt zu sein. Ein Headset für mehrere Personen, das sich automatisch perfekt an den Kopf jedes Einzelnen anpasst“, sagt Yair Levy, CEO und Mitbegründer von brain.space. Das Headset befindet sich seit vier Jahren in der Entwicklung, verfügt über 460 Sensoren und ist insofern „vollautomatisiert“, als es sehr einfach eingerichtet und betrieben werden kann.
Nicht gerade schick, aber andere EEG-Setups sind noch schlimmer. Das Armband ist ein ISS-bezogener Leistungsregler. Bildnachweis: brain.space
Da es gerade erst aus der Tarnung hervorgeht, hat das Unternehmen keine Peer-Review-Dokumentation über die Wirksamkeit und Auflösung des Headsets. „Aber wir haben kürzlich Forschungsaktivitäten mit mehreren akademischen Instituten begonnen, darunter der Abteilung für Kognitions- und Hirnwissenschaften der Ben-Gurion-Universität sowie einem medizinischen Zentrum in Israel“, sagte Levy.
Fakt ist, es würde schwer werden nicht um die EEG-Setups zu verbessern, die in vielen Labors verwendet werden – wenn es mehr oder weniger das tun würde, was sie in einer tragbaren, benutzerfreundlichen Form taten, wäre das genug zum Feiern.
Die Wissenschaft des EEG ist gut verstanden, aber das Unternehmen hat bestehende Designs verbessert, indem es dichter gepackte Elektroden und solche enthält, die glücklicherweise keinerlei leitfähiges Gel oder Öl auf der Haut benötigen – jeder, der seinen Kopf geölt hat, um es zu nehmen Teil eines Experiments kann bezeugen, dass dies keinen Spaß macht.
Aufgrund der Natur von EEG-Signalen werden sich diese Sensoren etwas überlappen, aber Levy erklärte, dass ihre internen Studien ergeben haben, dass diese Signalüberlappungen einem Potenzgesetz folgen, was bedeutet, dass sie rechnerisch disambiguiert werden können. Das bedeutet eine saubere Datenausgabe, die von maschinellen Lernsystemen interpretiert und als Trainingsmaterial verwendet werden kann.
Obwohl das Headset offensichtlich ein großes Puzzleteil ist, wird das Unternehmen es nicht nur herstellen und vertreiben: „Unsere Vision ist es, einen umfassenden Software-End-to-End-Stack bereitzustellen, der das Arbeiten und Integrieren von Gehirnaktivitäten so einfach wie das Integrieren macht GPS- oder Fitnessdaten“, sagte Levy.
Bildnachweis: brain.space
Natürlich ist das Tragen eines Helms, der Sie wie Marvin der Marsianer aussehen lässt, nichts, was Sie bei Ihrem morgendlichen Lauf tun werden, oder sogar, wenn Sie auf Ihrem stationären Fahrrad fahren oder an Ihrem Schreibtisch stehen. Es ist immer noch ein situatives medizinisches Gerät. Aber wie andere technologische Fortschritte, die medizinische Überwachungsgeräte in den Haushalt gebracht haben, kann dies immer noch transformierend sein.
„Wir sehen dies als Frage, wozu es gut wäre, ein billiges GPS in ein iPhone einzubauen“, erklärte Levy. „Die offensichtliche Antwort war Kartierung, aber die Realität war, dass Entwickler weitaus innovativere Dinge damit gemacht haben als nur Straßenanweisungen. So sehen wir unsere Aufgabe, Innovationen rund um die Gehirnaktivität entstehen zu lassen und nicht die Anwendungsfälle selbst zu entwickeln.“
Hätten sie keine Anwendungsfälle im Sinn, wären sie natürlich niemals in der Lage gewesen, vier Jahre Forschung und Entwicklung zu finanzieren. Aber sie untersuchen Dinge wie die Verfolgung von Lernschwierigkeiten, Marker für kognitive Verschlechterungen durch Krankheiten wie Alzheimer und auch sportliche Leistungen. Die Kosten für das Headset variieren je nach Anwendung und Anforderungen, teilte mir das Unternehmen mit, wollte aber keine weiteren Details nennen. Als Referenz: Schnäppchen-Setups kosten weniger als einen Riesen, während medizinische Forschungseinrichtungen in den Bereich von 10.000 US-Dollar laufen, und brain.space würde wahrscheinlich dazwischen liegen.
Die erste öffentliche Demonstration der Technologie ist so auffällig, wie Sie es sich vorstellen können: ein Experiment auf der Internationalen Raumstation. Brain.space nimmt an Axiom-1 teil, der ersten vollständig privat finanzierten Mission zur ISS, die eine Vielzahl interessanter Experimente und Projekte an Bord haben wird.
Die Teilnehmer der Studie werden das Headset an der Oberfläche verwenden, während sie eine Reihe von Aufgaben ausführen, und diese Aufgaben dann an Bord der ISS mit Variationen wiederholen. Das Unternehmen beschrieb die Begründung für das Experiment wie folgt:
brain.space hat sich zum Ziel gesetzt, der Standard für das Monitoring von Neuro-Wellness im Weltraum zu werden.
Während Datenerhebungen für verschiedene physiologische Messungen wie Herzfrequenz, galvanischer Hautwiderstand und Muskelmasse durchgeführt werden, gibt es derzeit keine qualitativ hochwertigen Längsschnittdaten zu den neuronalen Veränderungen bei längeren Weltraummissionen. Solche Informationen können entscheidend sein, um alltägliche plastische Veränderungen im Gehirn zu beurteilen und vorherzusagen, wie sich das Gehirn an eine langfristige Raumfahrt anpassen wird.
Natürlich sind sie nicht die ersten, die daran denken – die NASA und andere Raumfahrtbehörden haben jahrelang ähnliche Experimente durchgeführt, aber wie brain.space betont, waren diese mit ziemlich altmodischer Ausrüstung. Dies ist nicht nur ein potenzieller Test der kognitiven Funktion im Raum, sondern ein Beweis für die Idee, dass die kognitive Funktion im Raum mit relativ geringem Aufwand getestet werden kann. Niemand möchte sich auf einer 3-monatigen Reise zum Mars die Kopfhaut für einen wöchentlichen kognitiven Belastungstest einfetten.
Zusätzlich zum Headset und Experiment gab brain.space bekannt, dass es eine Seed-Runde in Höhe von 8,5 Millionen US-Dollar unter der Leitung von Mangrove Capital Partners (keine weiteren Teilnehmer genannt) aufgebracht hat. Es ist nicht billig, Forschung und Entwicklung für Medizinprodukte zu betreiben, aber es gibt mit ziemlicher Sicherheit einen Markt dafür in und außerhalb von Telemedizin und Leistungsüberwachung. Wir sollten mehr über die spezifischen Vorteile des Headsets erfahren, wenn es mehr öffentliche Tests durchführt.