Im Jahr 2020 war Ujwal Chaudhary, damals Biomediziningenieur an der Universität Tübingen und am Wyss Center for Bio and Neuroengineering in Genf, erstaunt, als das Experiment, dem er sich seit Jahren verschrieben hatte, erste Ergebnisse lieferte. Ein 34-jähriger Gelähmter lag im Labor auf dem Rücken, sein Kopf war über ein Kabel mit einem Computer verbunden. Eine synthetische Stimme sprach Buchstaben auf Deutsch aus: „E, A, D…“.

Einige Jahre zuvor war bei dem Patienten Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) diagnostiziert worden, die zu einer fortschreitenden Degeneration der für die Bewegung verantwortlichen Gehirnzellen führt. Der Mensch hatte die Fähigkeit verloren, sogar seine Augäpfel zu bewegen, und war völlig unfähig zu kommunizieren. Aus medizinischer Sicht befand er sich im vollständigen Inhaftierungssyndrom.

So sah es zumindest aus. Durch Chaudharys Experiment lernte der Mensch, einzelne Buchstaben innerhalb eines konstanten Stroms, den der Computer laut sprach, auszuwählen – nicht direkt mit seinen Augen, sondern indem er sich vorstellte, dass sich seine Augen bewegten. Buchstabe für Buchstabe, etwa jede Minute einen, formulierte er Wörter und Sätze.

„Wegen dem Essen werde ich zuerst das Curry mit Kartoffeln haben und dann Bologna und 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 waren erstaunt. „Ich konnte selbst nicht glauben, dass das möglich ist“, erinnert sich Chaudhary, der jetzt Geschäftsführer der ALS Voice gGmbH ist, einem Neurobiotechnologie-Unternehmen mit Sitz in Deutschland, und nicht mehr mit dem Patienten arbeitet.

Die Studie, veröffentlicht am Dienstag in Naturkommunikationstellt das erste Beispiel eines Patienten in einem ausgewachsenen Zustand des Lockdown-Syndroms dar, der mit der Außenwelt kommuniziert, sagte Niels Birbaumer, Studienleiter und ehemaliger Neurowissenschaftler an der Universität Tübingen, der jetzt im Ruhestand ist.

Chaudhary und Birbaumer führten 2017 und 2019 zwei ähnliche Experimente mit Patienten mit ausgewachsenem Lockdown-Syndrom durch und berichteten, dass sie kommunizieren konnten. Beide Studien wurden zurückgezogen, nachdem eine Untersuchung der Deutschen Forschungsgemeinschaft ergab, dass Forscher nur einige Untersuchungen ihrer Patienten auf Video aufgezeichnet, die Details ihrer Analysen nicht angemessen dargestellt und falsche Angaben gemacht hatten. Als die Deutsche Forschungsgemeinschaft von Birbaumers wissenschaftlichem Fehlverhalten erfuhr, verhängte sie härteste Sanktionen wie ein Antragsverbot und ein fünfjähriges Verbot der Gutachtertätigkeit der Stiftung.

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

Die Untersuchung erfolgte, nachdem ein Whistleblower, der Forscher Martin Spüler, 2018 Verdacht gegen die beiden Wissenschaftler geäußert hatte.

Birbaumer stand zu den Ergebnissen und ging gerichtlich gegen die Deutsche Forschungsgemeinschaft vor. Die Ergebnisse des Verfahrens sollen in den kommenden Wochen veröffentlicht werden, sagte Marco Finetti, Sprecher der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Chaudhary sagte, seine Anwälte hoffen, den Fall zu gewinnen.

Die Veröffentlichung der aktuellen Studie sei der Deutschen Forschungsgemeinschaft nicht bekannt 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 den Einzelheiten der Untersuchung der Studie zu äußern, drückte jedoch sein Vertrauen in den Prozess aus. „Wir haben strenge Richtlinien, um die Integrität der von uns veröffentlichten Forschung zu schützen, einschließlich der Sicherstellung, dass die Forschung nach einem hohen ethischen Standard durchgeführt und transparent berichtet wird“, sagte der Vertreter.

„Ich würde sagen, es ist eine solide Studie“, sagte Natalie Mrachacz-Kersting, Forscherin für Gehirn-Computer-Schnittstellen an der Universität Freiburg in Deutschland. Sie nahm nicht an der Studie teil und war sich der zuvor zurückgezogenen Artikel bewusst.

Aber Brendan Allison, ein Forscher an der University of California in San Diego, äußerte Vorbehalte. „Dieses Werk sollte, wie andere Werke von Birbaumer, angesichts seiner Erfolgsgeschichte mit großem Misstrauen betrachtet werden“, sagte Allison. Er stellte fest, dass sein Team in einem 2017 veröffentlichten Artikel beschrieben hatte, dass es in der Lage war, mit Patienten in einem ausgewachsenen Zustand des Inhaftierungssyndroms mit einfachen „Ja“- oder „Nein“-Antworten zu kommunizieren.

Die Ergebnisse sind vielversprechend für Patienten in ähnlichen Situationen, einschließlich minimal bewusster und komatöser Zustände, sowie für die steigende Zahl von Menschen, bei denen jedes Jahr weltweit ALS diagnostiziert wird. Diese Zahl soll bis 2040 auf 300.000 steigen.

„Es ist ein Wendepunkt“, sagte Steven Laureys, ein Neurologe 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 Auswirkungen auf 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 grundlegende Stift-und-Papier-Methoden, die von den Verwandten selbst entwickelt wurden. Bei anderen Methoden weist eine Pflegekraft auf die Gegenstände hin oder spricht sie aus und sucht nach kleinen Reaktionen – Blinzeln oder Zucken der Finger des Patienten.

In den letzten Jahren ist eine neue Methode in den Mittelpunkt gerückt: Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologien, die versuchen, die Gehirnsignale einer Person in Befehle zu übersetzen. Forschungsinstitute, Privatunternehmen und unternehmerische Milliardäre wie Elon Musk haben stark in die Technologie investiert.

Die Ergebnisse waren gemischt, aber überzeugend: Patienten, die Prothesen nur mit ihren Gedanken bewegen, und Menschen mit Schlaganfällen, Multipler Sklerose und anderen Erkrankungen, die wieder Kontakt zu ihren Lieben aufnehmen.

Was Wissenschaftlern bisher jedoch nicht gelungen ist, ist eine umfassende Kommunikation mit Menschen wie dem Mann in der neuen Studie, der keine Bewegung zeigte.

Im Jahr 2017, bevor der Patient in einen vollständigen Zustand des Inhaftierungssyndroms überging, nutzte er Augenbewegungen, um mit der Familie zu kommunizieren. In der Erwartung, dass er selbst diese Fähigkeit bald verlieren würde, bat die Familie um 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 implantierte Dr. Jens Lehmberg, Neurochirurg und einer der Autoren der Studie, zwei winzige Elektroden in Regionen des Gehirns des Mannes, die für die Bewegungssteuerung verantwortlich sind. Dann wurde der Mann zwei Monate lang gebeten, sich vorzustellen, seine Hände, Arme und Zunge zu bewegen, um zu sehen, ob dies ein klares Gehirnsignal erzeugen würde. Aber die Bemühungen ergaben nichts Glaubwürdiges.

Birbaumer schlug dann vor, auditives Neurofeedback zu verwenden, eine ungewöhnliche Technik, mit der Patienten trainiert werden, ihre eigene Gehirnaktivität aktiv zu manipulieren. Dem Menschen wurde zuerst eine Note präsentiert – hoch oder tief, entsprechend ja oder nein. Das war sein „weißer Ton“ – der Ton, dem er nachgehen musste.

Dann spielte er eine zweite Note, die die Gehirnaktivität abbildete, die die implantierten Elektroden erkannt hatten. Indem er sich konzentrierte – und sich vorstellte, seine Augen zu bewegen, um seine Gehirnaktivität effektiv zu erhöhen oder zu verringern – war der Patient in der Lage, die Tonhöhe der zweiten Note an die erste anzupassen. Dabei gab er Echtzeit-Feedback darüber, wie sich die Note veränderte, und erlaubte ihm, die Tonhöhe zu erhöhen, wenn er Ja sagen wollte, oder sie zu senken, um Nein zu sagen.

Dieser Ansatz hatte sofortige Ergebnisse. Am ersten Versuchstag konnte der Patient den zweiten Ton ändern. 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: „Augenbewegung.“

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

Sie gruppierten die Buchstaben in Gruppen von fünf Farben. Eine Computerstimme würde zuerst die Farben auflisten und der Mann würde „ja“ oder „nein“ antworten, je nachdem, ob der Buchstabe, den er auswählen wollte, in dieser Menge enthalten war. Die Stimme würde dann jeden Buchstaben sagen, den er auf ähnliche Weise auswählen würde, und diese Schritte Satz für Satz, Buchstabe für Buchstabe wiederholen, um vollständige Sätze zu artikulieren.

Am zweiten Tag seiner Bemühungen schrieb er: „Zunächst möchte ich Niels und Birbaumer danken.“

Einige ihrer Sätze enthielten Anweisungen: „Mama streichelt den Kopf“ und „Jeder sollte öfter Gel auf meine Augen auftragen“. Andere beschrieben Heißhunger: „Gulaschsuppe und Erbsensuppe.“

Von den 107 Tagen, die der Mann mit der Rechtschreibung verbrachte, führten 44 zu verständlichen Sätzen. Und obwohl die Geschwindigkeit sehr unterschiedlich war, schrieb er etwa 1 Zeichen pro Minute.

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

Mrachacz-Kersting betonte jedoch, dass die Studie auf einem Patienten basiere und an vielen weiteren getestet werden müsse.

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

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

In diesem Stadium ist die Technologie für Patienten und Familien zu komplex, um sie zu bedienen. Es werde entscheidend sein, die Nutzung zu vereinfachen und die Kommunikation zu beschleunigen, sagte Chaudhary. An diesem Punkt seien die Angehörigen eines Patienten wahrscheinlich zufrieden.

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

Die größte Sorge ist vielleicht die Zeit. Drei Jahre sind vergangen, seit die Implantate in das Gehirn des Patienten eingesetzt wurden. Seitdem seien seine Reaktionen deutlich langsamer, unzuverlässiger und oft nicht mehr auszumachen, sagt Zimmermann, der den Patienten heute im Wyss Center betreut.

Die Ursache für diesen Rückgang ist unklar, Zimmermann hält jedoch technische Probleme für wahrscheinlich. Beispielsweise nähern sich Elektroden dem Ende ihrer Lebensdauer. Sie jetzt zu ersetzen, wäre jedoch unklug. „Es ist ein riskantes Verfahren“, sagte er. „Plötzlich ist man im Krankenhaus neuen Bakterienarten 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 bei nicht inhaftierten Patienten als fruchtbar erwiesen haben. „So sehr wir den Menschen helfen wollen, halte ich es auch für sehr gefährlich, falsche Hoffnungen zu schüren“, sagte Zimmermann.

Gleichzeitig sagte Laureys von der Coma Science Group, es sei sinnlos, ein Gefühl „falscher Verzweiflung“ zu verbreiten, jetzt, wo sich tragfähige Innovationen am Horizont abzeichnen.

„Ich bin als Betreuer, als Kliniker sehr aufgeregt“, sagte er. „Ich finde es wunderbar, dass wir diese neuen Technologien und wissenschaftlichen Erkenntnisse für sehr anfällige und dramatische Erkrankungen anbieten.“

Dieser Artikel wurde ursprünglich am veröffentlicht New York Times. / ÜBERSETZUNG VON RENATO PRELORENTZOU