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01|Überuns
scinexx.de-DasWissensmagazin
scinexx®-sprich['saineks],eineKombinationaus“science”und“next
generation”-bietetalsOnlinemagazinseit1998einenumfassenden
Einblick in die Welt des Wissens und der Wissenschaft. Mit einem
breiten Mix aus News, Trends, Ergebnissen und Entwicklungen
präsentiert scinexx.de anschaulich Informationen aus Forschung
undWissenschaft.
DieSchwerpunktthemenliegenindenBereichenGeowissenschaften,
Biologie und Biotechnologie, Medizin, Astronomie, Physik, Technik
sowie Energie- und Umweltforschung. Das Internetmagazin spricht
allewissbegierigenUseran-obinBeruf,StudiumoderFreizeit.
scinexx wurde 1998 als Gemeinschaftsprojekt der MMCD NEW
MEDIA GmbH in Düsseldorf und des Heidelberger Springer Verlags
gegründet und ist heute Teil der Konradin Mediengruppe mit dem
bekannten Magazin Bild der Wissenschaft sowie den
Wissensangeboten:wissen.de,wissenschaft.de,scienceblogs.de,
natur.deunddamals.de.
02|Inhalt
01
02
ÜBERUNS
INHALT
03
EINGRIFFINSGEHIRN
Ethische
Fragen
Neurotechnologien
04
IMPRESSUM
bei
03|EingriffinsGehirn
EthischeFragenbei
Neurotechnologien
VONPDDR.OLIVERMÜLLER
ObTiefeHirnstimulation,durchGedankengesteuerteProthesen
oderdieDiagnoseperHirnscan:Durchinnovative
NeurotechnologienwachsenMenschundMaschineimmerenger
zusammen.DiedirekteVerbindungunseresGehirnsmitderTechnik
bietetvieleChancen,aberwirftauchethischeFragenauf:Wieweit
darfmangehen?
VOLLVERKABELT
S
chnittstellen von Hirn und Computer: Die Verbindung von
MenschundMaschinewirdimmerenger.Wirbeginnenauf
eineWeisemitderTechnikzuinteragieren,dieesvorherso
nichtgab.DasbringtneueChancen,aberauchRisikenmit
sich und wirft nicht selten ethische Fragen auf. Längst lassen sich
ProthesenundRoboterarmeperGedankenkraftsteuernundsogar
Flugzeuge und Hubschrauber steuern ihren Kurs allein durch die
GedankenihresPiloten.
SofunktioniertdieSteuerungdesHubschraubersperGedanken
©Heetal./UniversityofMinnesota
WennComputerGedankenlesen
Umgekehrt beginnen lernfähige Algorithmen, das Muster unseres
Denkensimmerweiterzuentschlüsseln.InerstenVersuchengelang
es bereits, Wörter und Sätze oder Trauminhalte allein aus den
Gedanken der Probanden herauszulesen. 2014 übertrugen
Forscher digital kodierte Hirnströme von einem Menschen zum
anderenundvermitteltensoerkennbareBotschaften.
GehirnaktivitätbeieinerBewegungderHändeimWachen(links)undwährendeinergeträumten
Bewegung(rechts),aufgezeichnetmittelsfunktionellerKernspintomografie.©MPIfürPsychiatrie
Noch weiter gehen Neurotechnologien, die unser Verhalten oder
bestimmte Hirnfunktionen gezielt beeinflussen, beispielsweise bei
Parkinson oder schweren Depressionen. In ersten Experimenten
erprobenForscherbereitsMethoden,mitdenenauchunserFühlen,
Denken und Träumen gezielt manipuliert wird. An der Kombination
von auslesenden und stimulierenden Systemen (“closed loop”) wird
ebenfallsschongearbeitet.
VomGehirnzumDigitalsignal
All diesen Experimenten und Neurotechnologien liegt eine
Schnittstelle von Mensch und Maschine zugrunde. Elektroden lesen
die Hirnströme aus und leiten diese an einen Computer weiter. Soll
mit diesen Signalen eine Prothese oder ein Roboter gesteuert
werden, dann werden Elektroden meist in den motorischen Cortex,
den für Bewegungen zuständigen Teil des Gehirns, implantiert oder
diesem aufgelegt. Auf dem angeschlossenen Rechner läuft eine
Software, die diese Signale verarbeitet und lernt, Muster
wiederzuerkennen und zu interpretieren. Die für diese
Neurotechnologien eingesetzten Programme sollen beispielsweise
Neuroprothesen in dem Sinne “intelligent” machen, dass sie auf die
Umwelt reagieren und beispielsweise keine Becher umstoßen. Sie
können sogar lernen, welche Greifbewegung der Patient
beabsichtigt,umdiesedannselbstständigauszuführen.DieSoftware
übersetzt die Hirnströme dann in digitale Befehle, mit denen die
Prothesegesteuertwird.
CHANCEFÜRKRANKE
D
ie Vorteile der Neurotechnologien: Viele der neuen
Mensch-Maschine-Schnittstellen sind ein echter Segen:
Einige geben Patienten mit unheilbaren Krankheiten die
Chance, zumindest die Symptome effektiver zu
bekämpfen als herkömmliche Medikamente. Andere helfen bei
alltäglichenVerrichtungenodererleichterneineDiagnose.
ElektrodenimGehirneinesParkinson-Patienten.DieTiefeHirnstimualtionsolldieSymptomelindern.
©Hellerhoff/CC-by-sa3.0
HirnstimulationgegenParkinson
Die bisher am häufigsten eingesetzte Methode zur Behandlung
neurologischer Leiden ist die Tiefe Hirnstimulation (THS). Bei dieser
werden die Elektroden in einer neurochirurgischen Operation
möglichst exakt in die symptomauslösenden Hirnregionen
implantiert.DurchdiegezielteStimulationdieserArealemitgeringem
StromkönnenbestimmteKrankheitssymptomeunterdrücktwerden–
und das verbessert die Lebensqualität von Patienten deutlich. Am
bekanntestenistEinsatzderHirnstimulationbeiParkinson.Siekann
zwar diese neurodegenerative Krankheit weder heilen noch
aufhalten, dafür kann sie aber die typischen starken Symptome wie
das Zittern oder die Versteifung deutlich mindern und so den
Zustand und die praktischen Fähigkeiten der Patienten verbessern.
Die THS wird zunehmend auch bei anderen neurologischen
Erkrankungen wie der Epilepsie eingesetzt, aber auch bei einigen
psychiatrischen Krankheitsbildern wie bei starker Depression oder
beiZwangsstörungen.
Kommunikation
Außenwelt
mit
der
Eine
andere
Einsatzmöglichkeit hat die
Neurotechnologie
bei
Patienten mit Amyotropher
Lateralsklerose (ALS), einer
nicht
heilbaren,
neurodegenerativen
ÜberElektrodenkappenwerdendie
HirnströmeabgeleitetundmitHilfevon
Erkrankung der für die
Algorithmenübersetztundinterporetiert
Muskelbewegung
©ChrisHope/CC-by-sa.2.0
zuständigenNervenzellen.Sie
führt im Spätstadium zu einem Zustand kompletter Lähmung, so
dass sich die Patienten oft nur noch ein Augenlid aktiv bewegen
können.EineKommunikationmitderAußenweltistfürALS-Patienten
in diesem Stadium extrem schwierig bis unmöglich. Einen Ausweg
bietet hier das Auslesen ihrer Gehirnaktivität. Eine Elektrodenhaube
wird auf die Kopfoberfläche aufgesetzt und registriert die
elektrischen Gehirnströme des Patienten. Ein angeschlossener
Computer wandelt diese in digitale Befehle um. Durch Training
können die Patienten lernen, beispielsweise mit ihren Gedanken
einenCursorzubewegenundmitBuchstabenprogrammenSätzezu
bilden. Ihre Sprachfähigkeit findet so den Weg vom Kopf direkt in
denComputer.
HilfebeiderDiagnose
Über die Entwicklung solcher Hilfsmittel hinaus verbindet sich mit
den Neurotechnologien auch die Hoffnung auf bessere
DiagnosemöglichkeitenbeineurologischenErkrankungen.Zudiesem
Zweck wurden sogenannte “Elektrodengrids” entwickelt, die wie ein
kleines Netz direkt auf der Gehirnoberfläche platziert werden. Auf
diese Weise können sie krankhafte Erregungsmuster identifizieren
und so bei der Diagnose helfen. Bei Epilepsie können Elektroden in
bestimmte Hirnbereiche eingesetzt werden, um den Anfallsherd
genau zu lokalisieren. Dies dient dann der Vorbereitung auf einen
chirurgischen Eingriff oder aber um festzulegen, wo eine Tiefe
Hirnstimulationsinnvollseinkann.
WELCHERBINICH?
D
as Dilemma der Persönlichkeits-Veränderung: Fakt ist:
Mit Eingriffen in das Gehirn können wir unsere
Persönlichkeit verändern. Das kann gewollt sein,
insbesondere bei der Therapie von psychiatrischen
Erkrankungen. Komplizierter wird es, wenn diese Veränderungen
eine ungewollte Nebenwirkung sind, wenn wir beispielsweise durch
implantierte Elektroden andere oder neue Charakterzüge
entwickeltenoderunsungewöhnlichverhalten.Beobachtenlässtsich
dies schon jetzt bei Patienten, die gegen Parkinson oder schwere
DepressioneneineTiefeHirnstimulationerhalten.
DieReizungdesGehirnsdurchElektrodenkannauchdiePersönlickeitverändern©Hellerhoff/CCby-sa3.0
Wird das Gehirn durch die Elektroden gereizt, lassen sich bei der
Tiefen Hirnstimulation fast immer Persönlichkeitsveränderungen
feststellen,diemanchmalsubtilsind,bisweilenaberauchgravierend.
Depressionen, die die Patientin oder der Patient vorher nicht hatte,
können ebenso auftreten wie starke Euphoriezustände, die vorher
eher vernünftige Personen
Finanzaktionenanimieren.
beispielsweise
zu
waghalsigen
DurchHirnstimulationeuphorisiert
Der Medizinethiker Walter Glannon beschreibt den Fall eines
Patienten, der nach der Tiefen Hirnstimulation derartig
verhaltensauffällig euphorisiert war, dass ihn seine Familie nicht
mehralsdenselbenwiedererkannthat.DerPatientselbstfühltesich
in diesem Zustand aber sehr zufrieden. Denn es wurden nicht nur
die Parkinson-Symptome unterdrückt, sondern er fühlte sich durch
die – die Stimulation begleitende – Euphorie auch “glücklicher”. Als
entschiedenwerdenmusste,oberpsychiatrisiertwerdensollte,weil
ernichtmehralleinelebenkonnte,entstandenfolgendeDilemmata:
Soll man den Patienten vor oder nach der Stimulation zu seiner
Entscheidung befragen? Welcher Zustand der Person ist der
maßgebliche? In welchem Zustand kann selbstverantwortlich
entschieden werden? Aber auch die Rolle der Angehörigen und das
Gesundheitssystem spielen hier eine Rolle: Wie viel “Entfremdung”
müssen die Angehörigen akzeptieren? Soll die Gemeinschaft die
KostenfürdenAufenthaltinderPsychiatrieübernehmen?
Mein“Ich”mitundohneTechnik
Dies ist sicher eine Grenzsituation, die zum Glück nur sehr selten
vorkommt.EthischwirdinZukunftvorallemvonBedeutungsein,die
subtilen Veränderungen durch Neurotechnologien genau zu
erfassen,umdannkonkreteethischeMaßstäbezuentwickeln.Dafür
bedarf es der Integration verschiedener Perspektiven. Die
psychologische
Messung
und
Beschreibung
von
Persönlichkeitsveränderungen ist das eine. Wir brauchen aber auch
neue Beschreibungskategorien, um die spezifische Technisierung zu
erfassen, die den Alltag der Patientinnen und Patienten prägt. Oft
müssen sie und ihre Umwelt lernen, zwischen zwei Zuständen ihrer
selbst “hin und her zu schalten”, denn die Stimulation kann per
Fernsteuerungein-undabgeschaltetwerden.
MASCHINENMENSCHEN
W
erdenktfürwen?
Das Faszinierende an Neurotechnologien ist, dass
Menschen und Maschinen in einer Weise zu
interagierenbeginnen,diemansonochnichtkannte.
Auch wenn wir über Prothesen oder verschiedene
KörpermodifikationenErfahrungenmitSelbsttechnisierungenhaben,
ist doch die direkte Verschaltung von Elektronik und Gehirngewebe
eineneueDimensionvonTechnisierung.
Dieseitfast15JahrengelähmtePatientinsteuertdenRoboterarmdurchihreGedanken©
www.braingate2.org
WeristderVerantwortliche?
Und dies betrifft nicht nur Persönlichkeitsveränderungen. Auch die
neue Einheit von Mensch und Maschine wird uns vor
Herausforderungen stellen. So wird in der Grundlagenforschung
daran
gearbeitet,
Roboterarme
zu
bauen,
die
die
BewegungsabsichtenvonPatientenquasieigenständigergänzenund
ausführen. Der Computer soll dabei lernen, die Intentionen einer
Person zu verstehen. Dadurch “weiß” die Neuroprothese dann, ob
der Patient sich kratzen will oder welchen von zwei Bechern er
greifen möchte. Es wird zwar noch etwas dauern, bis derartige
Anwendungenmarktfähigwerden,aberesistjetztschonabzusehen,
dass sich unser Begriff von Verantwortung ändern kann, wenn die
Intention von Nutzern auf die Maschine übertragen wird. Wer ist
verantwortlich, wenn intelligente Neuroprothesen unsere
Gehirnaktivität immer eigenständiger interpretieren und umsetzen?
Die computergestützte Übersetzung und technische Umsetzung
transformiert die Identität des Nutzers, er ist Mensch und Maschine
zugleich. Hier wird man in den nächsten Jahren ethische und
rechtliche Rahmenbedingungen erarbeiten müssen, in denen die
Verantwortung auf menschlicher und maschineller Seite - inklusive
Herstellerseite-geregeltwerdenkann,damitsichMensch-MaschineKomplexe sicher im gesellschaftlichen Alltag bewegen können. Doch
habenwirüberhauptdieZeitdazu?
DrohteineÄraderCyborgs?
Beginnt vielleicht schon jetzt eine gefährliche Transformation des
MenschenineinMensch-Maschine-Wesen,ineinenCyborg?Cyborgs
sind optimierte Mensch-Maschine-Wesen, die das menschliche Sein
überschreiten, die Fähigkeiten und Stärken haben, die Menschen
normalerweise nicht haben. In den Science-Fiction-Filmen wird das
AufgabenspektrumdieserhochgerüstetenWeseninvielfältigerWeise
durchgespielt. Und ohne Zweifel wird es politische und militärische
Interessen an der Entwicklung von Cyborgs geben. Eine Dystopie –
eine negative Entsprechung zur Utopie – neurotechnologisch
gesteuerter Maschinenmenschen mag irgendwann eintreffen. Das
kann die Medizinethik nicht verhindern. Was die Medizinethik aber
jetzt schon kann, ist, aus der genauen Beschreibung der
Funktionsweise von Neurotechnologien Vorschläge für Regelungen
undRahmenbedingungenzuformulieren,umdazubeizutragen,dass
die direkten technischen Interaktionen mit dem Gehirn so gestaltet
werden, dass diese mit unseren Vorstellungen von Mensch- und
Personseinzusammenstimmen.
EINGRIFFINSSELBST
W
as ist ethisch vertretbar?: So segensreich
Neurotechnologien in der Medizin sein können – sie
werfen auch ethische Fragen auf: Ändern sich unser
Ich und unser Bewusstsein durch diese Eingriffe und
hat dies Konsequenzen für das Personsein? Was passiert, wenn wir
“Teil” eines Mensch-Maschine-Komplexes werden? Sind wir dann
nochdieselben?BedrohenNeurotechnologiengarunserPersonsein
undunserepersonaleIdentität?
WirsindmehralsnurunserGehirn
Klarist:NeurotechnologischeInterventionenbetreffenunser“Selbst”
– und dieses ist nicht einfach nur Produkt unserer Gehirnaktivität,
sondernentstehtüberdieEinbettungineinenKörperunddurchdie
Interaktion mit einem sozialen Umfeld. Unser Selbst, das Ich, die
PersonsinddahermehralsnurdasGehirnundseineFunktionen.
DieImplanatationvonElektrodeninsGehirnwiehierfürdieTiefeHirnstimulationistein
folgenreicherEingriff.©Thomasbg/CC-by-sa3.0
Umsowichtigeristes,dieFolgenneurotechnologischerEingriffenicht
reduktionistisch zu sehen: Bei allem neurobiologischen Wissen um
pathologische Vorgänge im Gehirn behandeln wir immer noch
Personen. Selbst wenn wir der Überzeugung sind, dass die Ursache
einerErkrankungalleinimGehirnliegt,darfdiesnichtausdemBlick
geraten. Denn womöglich benötigt der Patient mehr als nur die
neurotechnischen Hilfe – oder aber braucht gerade wegen der
neuenTechnikintensivereBetreuung.
DieinformierteZustimmung
Zurzeit gelten die bereits etablierten neurotechnologischen Eingriffe
indasGehirnmeistalsgerechtfertigt.DenndamitkannPatientinnen
und Patienten mit sehr schweren Krankheiten geholfen werden. So
invasivderEingriffauchseinmag,erlindertLeidenundgiltdaherals
das“kleinereÜbel”.Aberwieweitdürfenwirdabeigehen?ImPrinzip
muss jeder Patient in den neurotechnologischen Eingriff einwilligen,
er muss seine sogenannte “informierte Zustimmung” geben.
Schwierig wird es damit jedoch dann, wenn ein Patient nur noch
eingeschränkte kognitive Fähigkeiten besitzt – beispielsweise bei
Alzheimer oder anderen neurologischen Erkrankungen. Hinzu
kommt, dass das Arzt-Patienten-Verhältnis oft asymmetrisch ist: Der
Halbgott in Weiß kann dann einen starken Einfluss auf die
EntscheidungendesPatientenhaben.
Das“Personsein”
EineweitereFrageist,obeinsolcherEingriffinunserePersönlichkeit,
in unser Personsein eingreift – und wie tief. Mit dem Personbegriff
verbinden sich zentrale menschliche Eigenschaften darunter
Selbstbewusstsein, Verantwortungsfähigkeit und Zukunftsplanung.
Die Ethik gibt hier vor, dass bei Eingriffen in das Gehirn die
personalen Eigenschaften und Fähigkeiten der Selbstbestimmung
und Verantwortungsfähigkeit nicht verletzt werden sollten. Aber
gerade bei Eingriffen in das Gehirn ist es im Vorhinein nicht immer
klar, welche ungewollten Wirkungen dabei auftreten. Hinzu kommt,
dassdie“TechnisierungdesSelbst”auchAuswirkungenaufAlltagund
Lebenswelt der Menschen haben kann. In dieser Hinsicht betreten
wirinvielerleiHinsichtNeuland,dasessorgfältigzuvermessengilt–
geradeimBlickaufdieZukunft.
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