Neuro-Implantate: Implantation von "künstlicher Intelligenz"

Das Cochlea Implantat ist eine Hörprothese für Menschen, deren Taubheit durch Ausfälle im Schneckengang im Innenohr bedingt ist.

Ein Cochlea Implantat funktioniert wie folgt:

Ein Mikrofon außerhalb des Körpers nimmt Töne und Geräusche aus der Umgebung auf. Der Output des Mikrofons wird anschließend verstärkt und elektronisch in verschiedene Frequenzbänder zerlegt. Die Signale in jedem Frequenzbereich werden in elektrische Impulse umgewandelt. Kleine Drähte, die im nicht mehr funktionsfähigen Innenohr implantiert wurden, geben diese Stromimpulse an den Hör-Nerv weiter.

Nach dem Einsatz eines "künstlichen Innenohrs" stimmt im Gehirn weder die räumliche noch die zeitliche Ordnung der Impulse mit der zuvor bestehenden Ordnung vollständig überein. So erklärt sich das Erleben der Patienten nach der Operation: Gehört wird ein rauschendes und knackendes Chaos.

Im Gehirn finden dann aber im Laufe der Zeit massive Umbauvorgänge statt. Das Gehirn lernt in einigen Monaten die neuen Signale zu entziffern und ihnen die richtigen internen Codes zuzuordnen. Das einzige, was das Gehirn hierfür aber benutzen kann, sind die im Input nach wie vor vorhandenen raum-zeitlichen Regelmäßigkeiten, auch wenn sie gänzlich anders sind als zuvor. Der Kortex (die Großhirnrinde) extrahiert diese Regelmäßigkeiten und legt eine Karte der Inputmuster nach Ähnlichkeit und Häufigkeit an. So bildet sich eine neue Tonkarte im primären auditiven Kortex.

Anfangs hören die Patienten also nur Rauschen und Knacken. Nach Ablauf einiger Monate aber, wenn sich das Gehirn an das neue Hören angepasst hat und das Implantat optimal eingestellt ist, können sie auf einmal Worte verstehen.