Menschliche Emotionen anhand von Augenbewegungen erkennen

„Welche Informationen können wir aus den Augenbewegungen gewinnen? – Das war die ursprüngliche Frage, die wir uns gestellt haben“, erinnerte sich Teodor Wakarelski. „In unserem Labor haben wir Menschen mit einem sogenannten Eye-Tracker ausgestattet – einer Hochfrequenzkamera mit 1000 Hertz. Die Kamera macht tausend Aufnahmen pro Sekunde, verfügt über eine sehr hohe Auflösung und arbeitet im Infrarotbereich. Dank ihrer äußerst hohen Präzision können wir selbst kleinste Augenbewegungen aufzeichnen und analysieren.“ 

Während der Experimente mussten die Freiwilligen ihren Blick auf einen bestimmten Punkt richten. Obwohl es so aussieht, als würden sich ihre Augen nicht bewegen, führen sie tatsächlich drei verschiedene Arten von Bewegungen aus. Eine davon eignet sich für die Analyse zur Identifizierung von Personen. Nach Einschätzung von Teodor Wakarelski bietet diese Methode eine deutlich höhere Sicherheit, da Fingerabdrücke und Unterschriften gefälscht werden könnten. 

Die Arbeit der Wissenschaftler ist Teil des europäischen Projekts VIBraTE unter der Leitung von Dozent Dimitar Prodanow. Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Verbesserung von Tiefenhirnimplantaten. 

„Auf diese Weise entsteht ein Gehirn-Computer-System, bei dem die Wechselwirkung zwischen Mensch und Maschine untersucht wird“, erklärte Teodor Wakarelski im Interview mit dem BNR-Programm „Christo Botew“. „Ein Teilbereich des Projekts sind nichtinvasive Systeme. Sie schränken den Menschen nicht ein und es ist keine Implantation eines Gehirnimplantats erforderlich, um die Informationen zu erfassen. Dies kann mit einem externen Gerät geschehen, das die Informationen aus der Ferne erfasst.“ 

Zu diesem Zweck wurde am Institut bereits das erste Labor Bulgariens zur Erprobung von Gehirnimplantaten eingerichtet. Es verfügt über einen optischen Tisch, der gut gegen Vibrationen aus der Umgebung isoliert ist. Dort können Puls, Atmung und verschiedene Bewegungen simuliert und die Verbindung zwischen dem menschlichen Gehirn und dem Gehirnimplantat untersucht werden. „Unser Ziel ist es, ein Modell mit besseren Eigenschaften als die derzeit verfügbaren Gehirnimplantate zu entwickeln, da diese mit zahlreichen Risiken und Unzulänglichkeiten verbunden sind“, fügte der Wissenschaftler hinzu. 

Das interdisziplinäre Forschungsteam hofft, bis Ende nächsten Jahres ein endgültiges Ergebnis zu erzielen – ein Modell, das in die internationale Wirtschaft überführt werden kann, um den derzeitigen Stand der Technologie zu verbessern und praktisch eingesetzt werden zu können. 

„Viele Krankheiten könnten durch Gehirnimplantate positiv beeinflusst werden“, erklärte Teodor Wakarelski. „Einige Modelle dienen der Diagnose, andere der Verbesserung des Gesundheitszustands. Der wichtigste Anwendungsbereich ist derzeit jedoch die Lähmung des Körpers – wenn das Gehirn normal funktioniert, aber infolge eines Verkehrsunfalls oder eines anderen Unfalls ein Nerv im Rückenmark durchtrennt wurde und der Mensch dadurch gelähmt ist. Ein Gehirnimplantat ermöglicht es, die Informationen aus dem Gehirn zu erfassen und zur Analyse an künstliche Intelligenz weiterzuleiten. Anschließend kann damit ein Cursor auf einem Computerbildschirm bewegt oder sogar ein Exoskelett oder ein Rollstuhl gesteuert werden. Der Mensch kann dadurch wieder beweglich werden.“ 

Nach Angaben des Wissenschaftlers kann mithilfe eines Gehirnimplantats vorhergesagt werden, wann die Gefahr eines epileptischen Anfalls besteht. In einer solchen Situation sollte man das Autofahren einstellen und sich hinlegen. Auch eine klinische Depression kann durch Elektrostimulation behandelt werden, ohne eine Abhängigkeit hervorzurufen, wie sie bei vielen Medikamenten auftreten kann. 

Redaktion: Diana Zankowa 

Übersetzung: Lyubomir Kolarov