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BrainPatch – Breakthrough non-invasive brain stimulation using AI

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Hirnstimulation, die wirklich funktioniert

Techniken zur Hirnstimulation sind im Gesundheitswesen und den Verbrauchermärkten ein wachsender Trend, erzielen bei einigen Nutzerinnen und Nutzern aber keine spürbaren Wirkungen. Ein EU-finanziertes Projekt nutzt jetzt Algorithmen des maschinellen Lernens, um die Technologie zu optimieren.

Gesundheit

Menschen, die ihre mentale Leistungsfähigkeit erhöhen wollen, schwören inzwischen auf nicht-invasive Hirnstimulation. Die entsprechenden Systeme könnten in Zukunft in der medizinischen Versorgung, besonders bei der Behandlung neurologischer Erkrankungen, eine große Rolle spielen. Erkrankungen des zentralen Nervensystems schädigen die Patientinnen und Patienten oft stark, sodass auch die Personen in deren näherer Umgebung mit den Folgen zu kämpfen haben. Für viele Erkrankungen des Nervensystems gibt es noch keine passende Behandlung, weshalb sie die Gesundheitssysteme extrem belasten, wie beispielsweise mit den derzeit weltweit etwa 50 Mio. Demenzerkrankungen. Diese Technologie könnte manchen beim Umgang mit Stress helfen, ihre Konzentrationsfähigkeit erhöhen oder für besseren Schlaf sorgen. Inzwischen gibt es immer mehr solcher Systeme auf dem Markt und doch scheinen einige von ihnen nicht zu wirken. „Wir versuchen die größte Hürde im Bereich der nicht-invasiven Hirnstimulation zu überwinden: das Problem der Wirksamkeit. Auf dem Markt gibt es verschiedene Technologien, manche nutzen auditive Stimulation, andere magnetische oder elektrische.“ Doch Nickolai Vysokov zufolge, dem Geschäftsführer und Gründer von BrainPatch.AI sowie Koordinator des Projekts BrainPatch, berichten einige Nutzer, dass ein Gerät wunderbar funktioniere, während andere von demselben Gerät überhaupt nicht profitierten. „Der gleiche Trend ist in vielen wissenschaftlichen Studien erkennbar. Daher wollen wir Werkzeuge und Protokolle entwickeln, die anders arbeiten.“ Für eine bessere Wirksamkeit müssen die Hirnstimulationssysteme für jede Einzelperson einzigartig und individuell sein. Für diesen nächsten Schritt entwickelt und testet das Projekt BrainPatch Hirnstimulatoren, die mit Algorithmen der künstlichen Intelligenz (KI) arbeiten.

Zuhören statt Reden

Die meisten Hirnstimulatoren „sagen“ dem Gehirn was es tun soll. BrainPatch geht anders vor und empfängt die Signale aus dem Gehirn, um die Software dann entsprechend anzupassen. Bei BrainPatch kommt unter anderem transkranielle Stimulation zum Einsatz, bei der über Elektroden Strom durch den Schädel geleitet wird, um bestimmte Hirnregionen anzusprechen. „Wir experimentieren auch mit peripherer Nervenstimulation und haben schon beeindruckende Testergebnisse mit vestibulärer Nervenstimulation und auditiven Reizen“, ergänzt Vysokov. Maschinelles Lernen kann in vielerlei Hinsicht nützlich sein, besonders bei der Zustandsuntersuchung des Gehirns in Echtzeit und, wie Vysokov erklärt: „Es kann auch die optimalen Stimulationsparameter bestimmen, die ja von Mensch zu Mensch unterschiedlich sein können.“

Apps in der Entwicklung

Das Team von BrainPatch entwickelt auch begleitende Apps zum Hirnstimulator. Eine dreht sich um Entspannung und soll den Nutzern helfen, mit Stress umzugehen und sich um ihre psychische Gesundheit und ihr geistiges Wohlbefinden zu kümmern. Vysokov erklärt: „Wir wollen für den nicht-klinischen Bereich noch eine andere App fertigstellen, die bei der Konzentration helfen soll. Wir haben auch ein paar spannende Demos: Eine Simulation kann einen milden Rauschzustand nachahmen und ist ziemlich beliebt.“ In Phase I des Projekts hat das Team von BrainPatch mehrere Zusammenfassungen wissenschaftlicher Studien aus ihrer Forschung frei zugänglich veröffentlicht, davon eine zum Thema KI und eine andere über Elektroden. „Am wichtigsten ist aber, dass wir den Grundstein für zukünftige Kooperationen und medizinische Anwendungen gelegt haben, und hoffen nun, dass wir eine große Bandbreite neurologischer Erkrankungen mit nicht-invasiver Stimulation behandeln werden können“, so Vysokov abschließend.

Schlüsselbegriffe

BrainPatch, Gehirn, Hirn, Stimulation, Demenz, medizinisch, Stress, Schlaf

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