2020 ist Ujwal Chaudhary, Biomediziningenieur an der Universität Tübingen und am Wyss Center for Bio and Neuroengineering in Genf, war erstaunt zu sehen, dass die Experimente, denen er so viele Jahre gewidmet hatte, die ersten Ergebnisse lieferten. Ein 34-jähriger Gelähmter liegt im Labor auf dem Rücken, sein Kopf ist über ein Kabel mit einem Computer verbunden. Eine synthetische Stimme spricht die Buchstaben auf Deutsch aus: „E, A, D…“.

Einige Jahre zuvor war bei dem Patienten eine Diagnose gestellt worden Amyotrophe Lateralsklerose (ALS), die zu einer fortschreitenden Degeneration der für die Bewegung verantwortlichen Gehirnzellen führt. Menschen haben die Fähigkeit verloren, sogar ihre Augäpfel zu bewegen, und sind völlig unfähig zu kommunizieren. Medizinisch gesehen befindet er sich im kompletten Containment-Syndrom.

So sieht es zumindest aus. Durch Chaudharys Experimente lernten die Menschen, einzelne Buchstaben in einem konstanten Strom, den der Computer laut sprach, auszuwählen – nicht direkt mit ihren Augen, sondern indem sie sich vorstellten, dass sich ihre Augen bewegten. Buchstabe für Buchstabe formuliert er im Minutentakt Wörter und Sätze.

„Wegen des Essens esse ich zuerst Curry mit Kartoffeln und dann Fleischwurst, dann gefüllt und dann Kartoffelsuppe“, ele escreveu a certa altura: „Quero comer curry com batata, depois mortadela e sopa de batata“.

Chaudhary und seine Kollegen sind fassungslos. „Ich habe es selbst nicht für möglich gehalten“, erinnert sich Chaudhary, der jetzt Geschäftsführer von ALS Voice gGmbH, einem in Deutschland ansässigen Neurobiotechnologieunternehmen, ist und nicht mehr mit dem Patienten arbeitet.

Die Studie, veröffentlicht am Dienstag in Naturkommunikationliefert das erste Beispiel eines Patienten mit Great Prison Syndrome, der mit der Außenwelt kommuniziert, sagte Niels Birbaumer, Studienleiter und ehemaliger Neurologe an der Universität Tübingen, der jetzt im Ruhestand ist.

Chaudhary und Birbaumer führten 2017 und 2019 zwei ähnliche Experimente mit Patienten mit schwerem Lockdown-Syndrom durch und berichteten, dass sie kommunizieren konnten. Beide Studien wurden zurückgezogen, nachdem eine Untersuchung der Deutschen Forschungsgemeinschaft ergab, dass die Forscher nur einen Teil der Untersuchungen ihrer Patienten aufzeichneten, ihre Analyse nicht ausreichend detailliert und falsche Angaben machten. Als die Deutsche Forschungsgemeinschaft erfuhr, dass Birbaumer wissenschaftliches Fehlverhalten begangen hatte, verhängte sie einige ihrer härtesten Sanktionen, darunter ein Antragsverbot und ein fünfjähriges Verbot als Stiftungsbeobachter.

Die Agentur stellte fest, dass Chaudhary ebenfalls einen wissenschaftlichen Fehler begangen hatte, und verhängte die gleichen Sanktionen für einen Zeitraum von drei Jahren. Sowohl er als auch Birbaumer wurden aufgefordert, den Artikel zurückzuziehen, lehnten dies jedoch ab.

Die Untersuchung wurde eingeleitet, nachdem ein Whistleblower, der Forscher Martin Spüler, 2018 Verdacht gegen die beiden Wissenschaftler geweckt hatte.

Birbaumer unterstützte die Ergebnisse und ging gerichtlich gegen die Deutsche Forschungsgemeinschaft vor. Die Ergebnisse des Verfahrens werden in den kommenden Wochen veröffentlicht, sagte Marco Finetti, Sprecher der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Chaudhary sagt, sein Anwalt hoffe, den Fall zu gewinnen.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft habe derzeit keine Kenntnis von der Veröffentlichung der Forschungsergebnisse und werde sie in den kommenden Monaten untersuchen, sagte Finetti. Per E-Mail, ein Vertreter von Naturkommunikation, der darum bat, nicht genannt zu werden, lehnte es ab, sich zu Einzelheiten darüber zu äußern, wie die Studie überprüft wurde, drückte jedoch sein Vertrauen in den Prozess aus. „Wir haben strenge Richtlinien eingeführt, um die Integrität der von uns veröffentlichten Forschungsergebnisse zu wahren, einschließlich der Sicherstellung, dass die Forschungsergebnisse nach hohen ethischen Standards durchgeführt und transparent berichtet werden“, sagte der Vertreter.

„Ich würde sagen, es ist eine solide Studie“, sagt Natalie Mrachacz-Kersting, Forscherin am Brain-Computer Interface der Universität Freiburg Deutsch. Er hat nicht an der Studie teilgenommen und ist sich früher zurückgezogener Artikel bewusst.

Aber Brendan Allison, ein Forscher an der University of California in San Diego, widersprach. „Diese Arbeit sollte, wie die Arbeit von Birbaumer, angesichts ihrer Erfolgsbilanz mit großem Misstrauen betrachtet werden“, sagte Allison. Er stellte fest, dass sein Team in einem 2017 veröffentlichten Artikel die Fähigkeit beschrieb, mit Patienten im Vollzustand des Detention-Syndroms mit einer einfachen „Ja“- oder „Nein“-Antwort zu kommunizieren.

Die Ergebnisse sind vielversprechend für Patienten in ähnlichen Situationen, einschließlich Zuständen mit minimalem Bewusstsein und Koma, sowie für eine wachsende Zahl von Menschen, bei denen jedes Jahr weltweit ALS diagnostiziert wird. Diese Zahl soll bis 2040 auf 300.000 steigen.

„Dies ist ein Wendepunkt“, sagte Steven Laureys, ein Neurowissenschaftler und Forscher, der die Coma Science Group an der Universität Lüttich in Belgien leitet und nicht an der Studie beteiligt war. Die Technologie könnte ethische Konsequenzen in Diskussionen über assistierten Suizid für Patienten im Wachkoma haben, fügte er hinzu. „Es ist großartig zu sehen, dass dies voranschreitet, Patienten eine Stimme zu geben“ bei ihren eigenen Entscheidungen.

Es wurden verschiedene Methoden verwendet, um die Kommunikation mit nicht reagierenden Patienten zu erleichtern. Einige beinhalten die grundlegende Stift-und-Papier-Methode, die vom Verwandten selbst entwickelt wurde. Bei einer anderen Methode zeigt die Pflegekraft auf den Gegenstand oder sagt den Namen und wartet auf eine kleine Reaktion – das Zwinkern oder Zucken des Patienten mit dem Finger.

In den letzten Jahren ist eine neue Methode in den Mittelpunkt gerückt: die Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie, die versucht, die Gehirnsignale einer Person in Befehle zu übersetzen. Forschungsinstitute, Privatunternehmen und milliardenschwere Unternehmer wie Elon Musk haben stark in diese Technologie investiert.

Die Ergebnisse waren gemischt, aber aufregend: Patienten bewegten ihre Prothesen nur mit ihrem Verstand, und Menschen mit Schlaganfällen, Multipler Sklerose und anderen Erkrankungen verbanden sich wieder mit ihren Lieben.

Was Wissenschaftlern bisher jedoch nicht gelang, ist eine breite Kommunikation mit Menschen wie den Männern in der neuen Studie, die keine Bewegung zeigen.

Im Jahr 2017, bevor der Inkarzerationssyndrom-Zustand eintrat, benutzte der Patient Augenbewegungen, um mit seiner Familie zu kommunizieren. In der Erwartung, dass er selbst diese Fähigkeit bald verlieren würde, forderte die Familie ein alternatives Kommunikationssystem und wandte sich an Chaudhary und Birbaumer, Pioniere auf dem Gebiet der Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie, die beide an nahe gelegenen Institutionen arbeiteten.

Mit Zustimmung des Patienten wird drg. Jens Lehmberg, Neurochirurg und Mitautor der Studie, implantierte zwei winzige Elektroden in die Bereiche des männlichen Gehirns, die für die Bewegungssteuerung zuständig sind. Dann wurde der Mann zwei Monate lang gebeten, sich vorzustellen, seine Hand, seinen Arm und seine Zunge zu bewegen, um zu sehen, ob dies klare Gehirnsignale hervorrufen würde. Aber diese Bemühungen führten zu nichts Glaubwürdigem.

Birbaumer schlug dann vor, auditives Neurofeedback zu verwenden, eine ungewöhnliche Technik, bei der Patienten trainiert werden, ihre eigene Gehirnaktivität aktiv zu manipulieren. Dem Menschen wird zunächst ein Ton präsentiert – hoch oder tief, entsprechend ja oder nein. Das war der „Zielton“ – der Ton, nach dem er suchen musste.

Dann spielte er eine zweite Note, die die von den implantierten Elektroden erfasste Gehirnaktivität abbildete. Indem er sich konzentriert – und sich vorstellt, seine Augen zu bewegen, um die Gehirnaktivität effektiv zu erhöhen oder zu verringern – kann der Patient die Tonhöhe der zweiten Note an die erste anpassen. Als solches bietet es Echtzeit-Feedback darüber, wie sich die Tonhöhe ändert, sodass Sie die Tonhöhe anheben können, wenn Sie Ja sagen möchten, oder sie senken, um Nein zu sagen.

Dieser Ansatz hat sofortige Ergebnisse. Am ersten Versuchstag konnten die Patienten die zweite Tonhöhe wechseln. Zwölf Tage später gelang es ihm, den zweiten mit dem ersten abzugleichen.

„Da wurde alles konsistent und er konnte diese Muster reproduzieren“, sagt Jonas Zimmermann, Neurowissenschaftler am Wyss Center und einer der Autoren der Studie. Als der Patient gefragt wurde, was er sich vorstelle, um seine eigene Gehirnaktivität zu verändern, antwortete er: „Augenbewegungen.“

Im folgenden Jahr wandte der Mann diese Fähigkeiten an, um Wörter und Sätze zu produzieren. Die Wissenschaftler liehen sich eine Kommunikationsstrategie aus, die der Patient mit seiner Familie anwandte, als er noch seine Augen bewegen konnte.

Sie gruppierten die Buchstaben in Gruppen von fünf Farben. Die Computerstimme listet zuerst die Farben auf und der Mann antwortet mit „Ja“ oder „Nein“, je nachdem, ob der Buchstabe, den er wählen möchte, im Set enthalten ist. Die Stimme spricht dann jeden Buchstaben aus, den sie auf die gleiche Weise auswählt, und wiederholt die Sätze Schritt für Satz, Buchstabe für Buchstabe, um einen vollständigen Satz zu artikulieren.

An seinem zweiten Arbeitstag schrieb er: „Zunächst möchte ich mich bei Niels und Birbaumer bedanken.“

Einige der Sätze enthalten Anweisungen: „Mama’s Kopfpflege“ und „Jeder sollte öfter mein Augengel benutzen“. Ein anderer beschrieb das Verlangen: „Gulaschsuppe und Erbsensuppe.“

Von den 107 Tagen, die der Mann mit der Rechtschreibung verbrachte, ergaben 44 Tage verständliche Sätze. Und obwohl die Geschwindigkeit stark schwankt, schreibt er etwa 1 Zeichen pro Minute.

„Wow, das hat mich überrascht“, sagte Mrachacz-Kersting. Er spekuliert, dass inhaftierte Patienten, die es schaffen, ihren Geist zu stimulieren, länger und gesünder leben können.

Mrachacz-Kersting betonte jedoch, dass diese Studie auf einem Patienten basiere und mehr getestet werden müsse.

Andere Forscher äußerten sich ebenfalls vorsichtig, wenn sie die Ergebnisse feierten.

Neil Thakur, Missionsdirektor der ALS Association, sagte: „Dieser Ansatz ist experimentell, wir müssen noch viel lernen.“

In diesem Stadium ist die Technologie für den Patienten und seine Familie zu komplex, um sie zu bedienen. Es sei wichtig, die Nutzung zu vereinfachen und die Kommunikation zu beschleunigen, sagt Chaudhary. Bis dahin, sagte er, würden die Angehörigen des Patienten wahrscheinlich zufrieden sein.

„Sie haben zwei Möglichkeiten: keine Kommunikation oder 1 Zeichen pro Minute Kommunikation“, sagte er. „Was haben Sie gern?“

Die größte Sorge ist wahrscheinlich die Zeit. Drei Jahre sind vergangen, seit das Implantat in das Gehirn des Patienten eingesetzt wurde. Seitdem reagieren sie viel langsamer, weniger zuverlässig und oft nicht mehr zu unterscheiden, sagte Zimmermann, der heute Patienten im Wyss Center behandelt.

Die Ursache des Rückgangs ist unklar, aber Zimmermann sagte, es sei wahrscheinlich ein technisches Problem. Beispielsweise nähert sich eine Elektrode dem Ende ihrer Lebensdauer. Es wäre jedoch unklug, es jetzt zu ersetzen. „Es ist ein riskantes Verfahren“, sagte er. „Plötzlich ist man im Krankenhaus einem neuen Bakterienstamm ausgesetzt.“

Zimmermann und andere am Wyss Center entwickeln drahtlose Mikroelektroden, die sicherer in der Anwendung sind. Das Team untersucht auch andere nicht-invasive Techniken, die sich in früheren Studien an nicht inhaftierten Patienten als nützlich erwiesen haben. „So sehr wir den Menschen helfen wollen, halte ich es auch für sehr gefährlich, falsche Hoffnungen zu schüren“, sagte Zimmermann.

Gleichzeitig sagt Laureys von der Coma Science Group, dass es keinen Sinn macht, jetzt, da sich tragfähige Innovationen am Horizont abzeichnen, ein Gefühl der „falschen Hoffnungslosigkeit“ zu kultivieren.

„Ich bin sehr glücklich als Betreuerin, als Ärztin“, sagte sie. „Ich finde es unglaublich, dass wir neue Technologien und wissenschaftliche Erkenntnisse für einen so heiklen und dramatischen Zustand anbieten.“

Dieser Artikel wurde ursprünglich am veröffentlicht New Yorker Zeit. / ÜBERSETZUNG VON RENATO PRELORENTZOU