Forscher der EPFL haben mithilfe künstlicher Intelligenz einen bedeutenden Schritt zur Entwicklung visionärer Prothetik für Blinde gemacht. Die Arbeit des NeuroAI-Labors unter der Leitung von Martin Schrimpf zielt darauf ab, für blinde Patienten ein sinnvolles Sehen von Objekten wiederherzustellen, anstatt lediglich Lichtpunkte oder einfache Formen zu erzeugen. Das Projekt konzentriert sich darauf, spezifische Areale im visuellen Kortex zu stimulieren, um komplexe Wahrnehmungen wie Gesichter oder Häuser hervorzurufen. Derzeitige kortikale Prothesen umgehen geschädigte Bereiche wie Netzhaut oder Sehnerv, indem sie die visuelle Rinde des Gehirns direkt über Elektroden anregen. Allerdings beschränken sich diese Systeme bislang auf die Erzeugung von Lichtblitzen und einfachen Symbolen. Dies liegt an der mangelnden Zugänglichkeit höherer Verarbeitungszentren im Gehirn und daran, dass nicht genau bekannt ist, wie diese Regionen stimuliert werden müssen, um komplexe Objekte wahrzunehmen. Zudem bestehen hardwareseitige Grenzen hinsichtlich der Anzahl der gleichzeitig aktivierbaren Elektroden. Um dieses Problem zu lösen, entwickelten die EPFL-Forscher ein spezielles Modell einer topologischen neuronalen Netzes. Dieses KI-System simuliert verschiedene Stimulationsmuster in höheren Hirnregionen, um vorherzusagen, welche Konfigurationen bestimmte visuelle Objekte hervorrufen. Johannes Mehrer vom Labor erklärte, dass diese Simulationen entscheidend sind, da reale Experimente in dieser Weise extrem zeit- und kostenintensiv wären. Das Modell hilft dabei, die optimale Reizkombination für ein gewünschtes Bild zu identifizieren. Die theoretischen Vorhersagen der EPFL-Modelle wurden durch ein Team in Amsterdam in lebenden Versuchen an Affen validiert, die bereits mit Implantaten ausgestattet waren. Die Ergebnisse, die im April auf der International Conference on Learning Representations in Rio de Janeiro präsentiert wurden, zeigten, dass die KI-Stimulation die visuelle Objektwahrnehmung bei den Affen erfolgreich beeinflussen kann. Die Affen sahen zwar bereits existierende Bilder, doch das System konnte ihre Wahrnehmung dieser Reize vorhersagbar verändern. Martin Schrimpf betonte, dass das langfristige Ziel darin besteht, Wahrnehmungen gänzlich aus dem Nichts zu erzeugen, also das Sehen von Objekten auch dann auszulösen, wenn das Auge keine nutzbaren Signale liefert. Bisher ist man in der Lage, eine Darstellung im Gehirn zu verfälschen oder zu formen, wenn ein visueller Reiz vorhanden ist. Der nächste logische Schritt besteht nun darin, eine solche Wahrnehmung vollständig zu erzeugen, ohne dass ein externer visueller Input nötig ist. Neben der Augenheilung planen die Forscher, diese Technologie auch für Hörprothesen zu entwickeln. Die aktuelle Generation von Cochlea-Implantaten kann die auditive Verarbeitung nicht vollständig wiederherstellen. Dank einer Zuwendung der Horton Health Foundation wird das Team nun untersuchen, ob topologische Modelle auch die elektrische Stimulation des Gehörs optimieren können, um ein natürlicheres Hörvermögen zu ermöglichen. Die Arbeiten stehen auf dem Preprint-Server arXiv zur Verfügung und deuten auf eine vielversprechende Zukunft für neuroelektronische Anwendungen hin, die über einfache Sinneswiederherstellung hinausgehen.