Wenn Menschen einen Schlaganfall erleiden, können viele von ihnen nicht mehr sprechen – oft sogar über einen langen Zeitraum. Jetzt sollen Computer dabei helfen, die gedachten Worte von Gelähmten zu „vertonen“. Forschende stellten vor Kurzem hierzu im Fachjournal „Nature“ zwei vielversprechende Ansätze vor, die im Moment aber in der Breite noch nicht anwendbar sind. In der einen Studie, die vom Team um Phd. Francis R. WILLETT von der Stanford University in Kalifornien geht es um eine Patientin, die an der Nervenkrankheit ALS erkrankt ist. Diese Erkrankung führt zu fortschreitenden Muskellähmungen, die auch das Sprechen beeinflussen. Die andere Studie eines Teams um MD Dr. Edward CHANG von der University of California in San Francisco beruht auf einer Fallstudie, bei der eine Frau durch einen Schlaganfall die Sprechfähigkeit verloren hatte.
Die Forschenden um Chang nutzten bei ihrer Patientin das Verfahren der Elektrokortikografie: Dabei werden Hirnsignale direkt auf der Hirnoberfläche gemessen, ohne dass Nadeln ins Gehirn gesteckt werden müssen, wie es bei anderen Vwrfahren der Fall ist. Allerdings müssen hier die Messelektroden bei auf einen größeren Bereich des Großhirns aufgebracht werden. Chang und sein Team decodierte dabei die Signale, die vom zentralen Denkorgan an jene Muskelgruppen gesendet werden, die das Sprechen ermöglichen. Dabei konzentrierte sie sich auch auf knapp 40 Phoneme (= Lauteinheiten), um die Wörter zu erkennen. Das Erkennen der Wörter soll so beschleunigt werden. Anschließend übernahm der Computer den Sprechakt; um die Sprache zu modulieren, nutzten die WissenschaftlrInnen eine Audioaufnahme einer Ansprache der Patientin, die diese auf ihrer Hochzeit gehalten hatte. So konnte man die ursprüngliche Stimme der Dame rekonstruieren. Über ihre Gedanken konnte die Patientin schließlich über einen Avatar drei unterschiedliche Gesichtsausdrücke ausdrücken: zufrieden, traurig und überrascht.
Willets Forschungsteam implantierten ihrer Patientin vier Mikroelektroden-Arrays in die Areale des Cerebrums (= Großhirn), die dem Sprachvorgang auslösen oder in Verbindung stehen. Die damit gemessenen Hirnaktivitäten wurden per Kabel an ein Computersystem übertragen, das die Signale in Schrift umwandelte. Mehrmals pro Woche trainierte die Frau mit dem System und sprach im Gedanken vorgegebene Texte, wobai die Forschenden das System auf ihre Hirnmuster kalibrierten. Nach vier Monaten war es der Patientin möglich, mehr als 60 Wörter pro Minute zu äußern, indem sie nur an diese dachte. Diese Geschwindigkeit übertreffe frühere Systeme um mehr als das Dreifache, heißt es in „Nature“.