Die Kraft der Gedanken: Christoph Guger im Interview

Mit einer EEG-Haube am Kopf, einem BCI, kann man etwa eine Drohne steuern, einen Bagger lenken, ein Feuerwehrauto bedienen. Oder man kann das System in der Rehabilitation von Schlaganfallpatienten sowie in der Arbeit mit Wachkomapatienten einsetzen, wie Christoph Guger, Gründer und Geschäftsführer von g.tec, erklärt.

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Ars Electronica und das Biomedizintechnikunternehmen g.tec mit Sitz in Schiedlberg, nahe Linz, kooperieren bereits seit einigen Jahren auf unterschiedlichen Ebenen. Beim Festival werden Brain Computer Interface (BCI) Designer Hackathons veranstaltet, wo sich Entwickler, Künstler oder Programmierer treffen, um 24 Stunden lang kreative, neue Projekte mithilfe der Technologie an der Schnittstelle (Interface) zwischen Gehirn (Brain) und Maschine (Computer) umzusetzen. 2018 war g.tec maßgeblich an der Feuerwehr-Challenge beteiligt: Der Rosenbauer Concept Truck, ein Einsatzfahrzeug der Zukunft, musste mittels BCI angesteuert werden, um die Beleuchtung des Trucks zu verändern. 2017 war das Schiedlberger Technologie-Unternehmen mit einem Bagger auf dem Gelände der Postcity vertreten, der rein mittels Gedankenkraft gesteuert werden konnte. Während wir gespannt darauf warten, was sich die Entwickler von g.tec für das heurige Festival ausgedacht haben, sind seit 27. Mai zwei brandneue Medizinprodukte im Ars Electronica Center zu sehen: recoveriX und mindBEAGLE. G.tec Geschäftsführer und Gründer Christoph Guger hat mit uns im Interview über die Möglichkeiten gesprochen, die sich dadurch für Schlaganfall- und Wachkomapatienten ergeben.

Bei Ihren Exponaten in der neuen Ausstellung, was können die BesucherInnen da erfahren, was können Sie sehen und erleben?

Christoph Guger: Eine Station ist recoveriX, das System zur Schlaganfallregeneration. Da kann man hinuntergehen, dann bekommt man eine EEG-Haube aufgesetzte, mit acht Sensoren, die die Gehirnströme messen und diese Information auslesen. Das BCI instruiert einen dann über einen Avatar, dass man sich eine linke oder rechte Handbewegung vorstellen soll, also man denkt nur daran. Dann erkennt das BCI, dass man sich diese Bewegung gerade vorstellt und daraufhin triggern wir einen Muskelstimulator. Wir senden einen kleinen elektrischen Impuls in den Muskel, sodass sich die rechte oder die linke Hand wirklich bewegt. Das führt zu einem Pairing dieser kognitiven Vorgänge mit motorischen Bewegungen. Dadurch erlernt der Patient wieder, die Hand zu bewegen.

Bei der zweiten Station – mindBEAGLE – das ist die Station für Wachkomapatienten, kann man auch diese EEG-Haube aufsetzen, es werden auch die Gehirnströme extrahiert, dann gibt es verschiedene Experimente, die man durchführen kann. Eines befasst sich etwa mit auditorischen Stimuli. Da bekommt man über Headphones hohe und tiefe Töne vorgespielt und man muss nachher die hohen Töne zählen. Das führt zu einer Reaktion im Gehirn, die das BCI erkennen kann. Wenn man diese Reaktionen findet, weiß man, der Patient ist in der Lage, hohe Töne zu erkennen und zu zählen. Findet man diese Reaktionen nicht, dann schläft entweder der Patient, oder sein Gehirn ist nicht in der Lage, hohe von tiefen Tönen zu unterscheiden. In einem weiteren Schritt kann man den Probanden Ja/Nein-Fragen vorgeben, die er mental beantwortet. Das ist bei Wachkomapatienten der entscheidende Schritt, ob er Ja/Nein-Sagen kann, oder ob er keine Antwort findet. Das ist sehr beeindruckend, wenn ein Patient jahrelang im Wachkoma liegt, und man keine Information hat, ob er etwas mitbekommt. Wenn sich auf einmal die Lupe auf Ja oder Nein bewegt weiß man, dass er eigentlich alles mitbekommt.

Im Museum gibt es außerdem 16 EnduserInnen, BCIs, die heißen Unicorns. Sie sind sehr einfach zu bedienen und mit ihnen kann man schnell lernen, EEG-Daten und BCI-Daten richtig zu messen. Ars Electronica plant, Workshops zu veranstalten, bei denen 16 oder 32 Schüler, Programmierer, Entwickler, Künstler vorbeikommen und an einem Tag oder sogar eine ganze Woche lang diese BCI-Technologie ausprobieren und eigenen Anwendungen kreieren. Wenn jemand mit Musik arbeitet, kann er das BCI an eine Audio-Maschine anhängen und damit Musik komponieren. Wenn jemand gerne malt, kann er das Zeichenprogramm verwenden und Bilder damit malen. Oder er kann auch mit seiner eigenen Drohne kommen, an diese das BCI anschließen und dann damit fliegen.

Credit: tom mesic

Was halten Sie davon, dass in der neuen Ausstellung verschiedenen Themen an einem Ort behandelt werden? Wie können sich die unterschiedlichen Themenfelder ergänzen und optimieren?

Christoph Guger: Dadurch, dass viele verschiedene Leute das Museum besuchen, kommen Sie mit unseren Technologien in Berührung und könne das recoveriX- und mindBEAGLE-System hier ausprobieren. Wir möchten auch PatientInnen herbekommen, die einen Schlaganfall hatten, oder Personen, die einen Patienten, eine Patientin, im Wachkoma kennen. Die können herkommen, das System ausprobieren, ob es theoretisch etwas für sie wäre, und später können sie diese Therapie, dieses Gehirnassessment, in Anspruch nehmen. Auch Therapeuten haben die Möglichkeit, diese Therapie auszuprobieren. Natürlich kommen auch viele Besucher her, deren Bekannter oder Verwandter einen Schlaganfall hatte. Dadurch verbreitet sich die Information.

Wie könnten BCI und KI (Künstliche Intelligenz), wenn sie nebeneinander in der Ausstellung stehen, einander ergänzen oder voranbringen?

Christoph Guger: Unser Brain Interface verwendet AI-Algorithmen, das sind im Prinzip verschiedene Machine-Learning-Algorithmen, die zur Signalanalyse benötigt werden, weil man sonst aus den Gehirnströmen nichts herauslesen kann. Und diese Algorithmen kann man natürlich für ganz verschiedene Applikationen verwenden. Wir extrahieren Informationen aus dem Gehirn, genauso kann man diese Algorithmen aber verwenden, um Informationen aus Wettersensoren zu generieren, oder Climate Change-Sensoren verwenden die gleichen Algorithmen. So hängt das alles zusammen im Museum. Es ist das gleiche Signalverarbeitungsprinzip, das alle verwenden.

Sie haben es schon erwähnt, aber Ihr Produkt ist mehr eine Dienstleistung als ein Produkt, richtig?

Christoph Guger: Wir verkaufen schon das System, aber mit einer Anleitung, wie man es richtig für die Therapie oder für das Gehirn-Assessment verwendet. Also die Ärzte und Therapeuten müssen zu uns zur Schulung kommen, die lernen es, müssen Pateinten behandeln und dann dürfen sie es im Krankenhaus oder in Therapieeinrichtungen, Reha-Zentren verwenden. Sie müssen sich dieses System grundsätzlich mal kaufen und bieten dann das Service an. Was wir als Firma auch tun ist, dass wir recoveriX-Gyms aufgemacht haben. Dort können Leute, Patienten, zu uns kommen und erhalten die Therapie, an verschiedenen Orten – von Linz bis Barcelona.

Credit: Florian Voggeneder

Im Bereich der Therapie am Patienten gibt es zahlreiche Innovationen, wie man sie ansprechen und aktivieren kann. Wohin, glauben Sie, geht der Weg, wieviel mehr Potenzial gibt es in diesem Bereich?

Christoph Guger: Es gibt noch sehr viel Unbekanntes. Man muss sich vorstellen, wenn man einen Schlaganfall hatte, kommt man 8 bis 10 Tage ins akute Spital. Dort bekommt man Medikamente und wird stabilisiert. Dann wird man entlassen, geht in ein Rehazentrum und nach ungefähr zwei Monaten ist die gesamte Behandlung und Therapie vorbei. Dann kann man vielleicht noch einen Physio- oder Ergotherapeuten ein paar Mal besuchen, aber das war’s dann. Von da an ist man auf sich selbst gestellt. Genau diese Lücke füllen wir mit recoveriX. Man kann, nachdem man vom Standardgesundheitssystem entlassen wurde, noch viel für seinen Körper tun und wir wissen, dass diese Patienten bessere Bewegungen haben, weniger Verkrampfungen, weniger Tremor, Gedächtnisfunktionen werden wieder besser, das heißt, sie können sich besser konzentrieren und an Sachen erinnern… es hat sehr viele positive Effekte. Diese Lücke schließen wir durch diese Neurotechnologie, weil diese chronischen Patienten sonst keine Möglichkeit mehr haben, sich zu verbessern. Bei Wachkomapatienten ist es so ähnlich. Die hatten zum Beispiel einen Autounfall, der zu einem Gehirnschaden geführt hat. Sie kommen ins Spital, werden dort auch wieder stabilisiert und dann wird so ein Gehirn-Assessment durchgeführt. Hierbei wird untersucht, ob er etwas kann, ob er etwas bewegen kann oder etwas versteht. Das wird einmal durchgeführt, dann nicht mehr. Die Patienten werden entlassen, aber wir wissen, dass sich der Status ändern kann. Wachkomapatienten haben große Fluktuationen, an einem Tag können sie gar nichts, driften einfach weg, am nächsten Tag sind sie gut und verstehen alles. Man weiß es aber nicht und durch unser System kann man genau das erheben. Wie es ihnen heute geht. Dann spricht man mehr mit dem Wachkomapatienten und wenn er keine Awareness hat, einfach wegdriftet, investiert man weniger Zeit an diesem Tag. Ohne diese Neurotechnologie wäre man blind, man wüsste es nicht.

Christoph Guger

Christoph Guger ist Gründer und Geschäftsführer der Firma g.tec medical engineering GmbH. Er studierte Bio-/Medizintechnik an der Technischen Universität in Graz und der Johns Hopkins University in Baltimore, USA, wo er das erste Brain-Computer Interface entwickelte, das in Echtzeit Gehirnsignale aufnimmt und verarbeitet. Das Unternehmen begann vor einigen Jahren, Medizinprodukte herzustellen. Zwei davon, recoveriX und mindBEAGLE, sind seit 27. Mai im Ars Electronica Center zu sehen und können dort auch ausprobiert werden. RecoveriX dient der Rehabilitation von Schlaganfallpatienten. Mithilfe von mindBEAGLE kann man bei Wachkomapatienten feststellen, ob sie in der Lage sind, eine Konversation zu verstehen.