Hi, I am Greg." Der schlaksige Ingenieur reicht dem Besucher die Hand. Die nicht mehr ganz glatte Haut eines Mannes in mittleren Jahren, Härchen auf dem Handrücken. Der Druck ist fest, etwas zu fest vielleicht. Sonderbar gleichmäßig greifen alle fünf Finger zu. Gregory Reynolds zieht die Hand zurück. Ein kaum hörbares Sirren - die Hand beginnt im Gelenk zu rotieren. Um 90 Grad. Um 180 Grad. Um 360 Grad, einmal ganz rundherum.
Solch eine Prothese sei sehr praktisch beim Hineindrehen von Schrauben, sagt Greg. Und er schraubt aus Leidenschaft. Schon fünf historische Rennwagen hat er seit seinem Unfall restauriert und mit ihnen etliche Rennen in Texas gewonnen. Statt eines Nummernschildes tragen die Oldtimer eine Tafel mit einem rasenden Rollstuhl.
Vor acht Jahren war Greg, beschäftigt auf einer Luftwaffenbasis in Oklahoma, beim Rasenmähen in ein leeres Schwimmbecken gestürzt. Den Mäher riss er mit in die Tiefe. Auf dem Grund des Pools erfasste das kreisende Messer seinen rechten Unterarm und riss ihn ab. Als der Stummel verheilt war, erhielt der Patient seinen ersten Ersatz: eine Kunststoffhand, bräunlich überzogen. Die Prothese war ein feindliches Ding, gefühlstot und starr, als hätten sie ihm einen Gipsklumpen an den Unterarm geheftet. In Gregs Vorstellung aber lebte die alte Hand weiter. Er meinte, sie zu spüren und mit dem Phantom sogar noch greifen zu können.
Heute sagt er: "Ich vermisse meine echte Hand nicht mehr." Er hat nun wieder, was er sich nach dem Unfall erträumte - eine Hand, die sich rührt. Verpackt in eine Haut aus gerunzeltem Silikon, auf das die Prothetiker Härchen und sogar Fingerlinien gemalt haben, sind Stangen, Kabel, Gelenke. Elektromotoren aus Titan und Aluminium treiben die künstlichen Finger an. Sechs Mikroprozessoren, verborgen hinter einer Klappe im Unterarm, steuern jede Bewegung.
Neuerdings kann die künstliche Rechte sogar fühlen. Greg erprobt einen Sensor, der von der Zeigefingerspitze Signale für warm und kalt an seine Nerven überträgt. Gerät die Hand an einen heißen Topf, reißt er sie zurück. Auch diesen Reiz fühlt er, als lieferte ihn ein echtes Organ: "Die Prothese ist wie mit meinem Körper verschmolzen."
Die Bewegungsbefehle gibt er über sein Nervensystem. Wenn er die Hand schließen will, spannt er Muskeln am Armstumpf an - so, wie er es auch mit einer gesunden Hand täte. Wie bei jedem Bewegungsimpuls fließt dabei ein elektrischer Strom aus dem Hirn in die Muskeln. Ein winziger Teil davon gelangt in die Haut, dorthin, wo der Armstumpf endet und die Prothese beginnt. Zwei Elektroden nehmen die Signale auf und leiten sie an die Prozessoren: Greg kommt es so vor, als bewegte er seine alte Hand aus Knochen und Blut.
Gregory Reynolds gehört zu einer Avantgarde von Menschen, die am eigenen Leib erfahren, dass die Grenze zwischen ihnen und einer Maschine verschwimmt. Seit Mary Shelley die Zeitgenossen im viktorianischen England mit ihren Geschichten über den künstlichen Menschen des Doktor Frankenstein erschreckte, bot keine Wissenschaftsutopie dermaßen viel Stoff für Albträume und Machtfantasien wie die vom halb technischen, halb natürlichen Wesen - und kaum eine Fortschrittsvision schien dermaßen absurd.
Nun aber wird, was lange undenkbar erschien, in den Labors von Medizinern und Technikern Realität: Dank neuer Operationstechniken und der Mikroelektronik gelingt es, Organismen und Motoren, Nervenzellen und Chips, Kohlenstoff und Silizium zu koppeln. Herzpatienten waren die ersten, die eine Symbiose mit Elektronik eingingen - der Schrittmacher ersetzt seit den fünfziger Jahren den Nervenknoten am Herzmuskel. Nach diesem Vorbild begannen Ärzte, bald auch Gelähmte mit Zwerchfellstimulatoren für die Atmung zu versehen. Solche Geräte steuerten noch Körperfunktionen ohne bewusste Kontrolle; Gehirn und Rückenmark dagegen, die Basis von Wahrnehmung und Bewusstsein, waren für die Verbindung mit Technik tabu.
Doch der Bann um das Zentralnervensystem ist gebrochen. Neurochirurgen operieren seit ein paar Jahren Schmerzpatienten Kontakte ins Rückenmark - 180 Stromstöße pro Sekunde in die Hinterstrangbahnen können Pein lindern. Taube bekommen elektrische Signale direkt ins Hirn eingespielt; ihr Hörnerv wird, fast schon ein Standardeingriff, an einen elektronischen Sprachprozessor gekoppelt.
Maschinen steuern Leib und Hirnfunktionen - und Hirnfunktionen steuern Maschinen: Seit 1996 nutzt Hans-Peter Salzmann, der unter einer fast vollständigen Muskellähmung leidet, seine Hirnströme, um mit seiner Umwelt zu kommunizieren (siehe GEO Nr. 7/1999). Mit Hilfe seiner Vorstellungskraft steuert er über Elektroden den Cursor eines Computers und kann so Buchstaben wählen und zu Wörtern zusammenfügen. Mühselige 35 Sekunden dauert das pro Buchstabe im Schnitt - und ebnet Patienten wie ihm einen Weg aus dem Gefängnis des Schweigens.
Umgekehrt gehorchen die Gehirne von inzwischen Hunderten von Parkinson-Kranken Signalen aus einem Steuergerät. Ihnen wurden Elektroden in den Thalamus implantiert, ein Gebiet im Zwischenhirn, das Bewusstseinszustände wie Wachen und Schlaf regelt. Gelangen die elektrischen Impulse dorthin, beenden sie Tremoranfälle. Menschen, die ein paar Sekunden zuvor keine Kontrolle über ihren Körper mehr hatten, verlassen ruhig schreitend den Raum. Gewöhnungseffekte und unerwünschte Wirkung in anderen Hirnregionen können Erfolge allerdings torpedieren - so zeigte eine Parkinson-Patientin nach der Operation beim Anschalten der Elektroden Symptome einer starken Depression.
Dennoch erproben Ärzte, zum Beispiel am Karolinska-Institut in Stockholm, die Hirn-Implantate seit neuestem an Patienten, die Zwänge plagen; sie berichten von "ermutigenden Verhaltensänderungen" auch hier. Geplant ist, die Therapie per Elektro-Stimulation künftig auch bei Schizophrenen und Menschen mit Angststörungen anzuwenden.
So wird das Zentralnervensystem, der privateste Teil des Menschen, zur Außenwelt geöffnet. Wenn Elektroden im Kopf besser wirken als Psychopharmaka, kann das für die Patienten unbestreitbar ein Gewinn sein. Für alle anderen birgt die Entwicklung kaum übersehbare Folgen: Neuroimplantate stellen infrage, was es heißt, Mensch zu sein.
Je mehr die Technik sich weiterentwickelt, desto mehr steht zu erwarten, dass der Mensch mit eingepflanzter Elektronik sich dereinst nicht nur von seinen Gebrechen befreit, sondern auch seine Möglichkeiten erweitert - die Körper der Kranken als Experimentierfeld für die Verkabelung der Gesunden.
Wenn ein Gelähmter mit seinen Hirnströmen einen Computer bedienen kann, wieso sollte die übrige Menschheit es sich versagen, mit Kraft ihrer Wünsche auf die Welt Einfluss zu nehmen? Allein durch Gedanken Briefe zu schreiben, Autos zu lenken oder Flugzeuge zu navigieren sind noch die alltäglichsten unter den sich aufdrängenden Fantasien.
Doch umgekehrt könnte es solche Technik womöglich erlauben, direkt auf das Gehirn einzuwirken. In Aussicht stehen Gefühle auf Knopfdruck, zu befürchten sind Gedankenkontrolle und ferngesteuerte Menschen. Visionäre träumen von Chips, die Gedächtnis und Bewusstsein erweitern. Wenn heutige Trends sich fortsetzten, sei der Durchbruch bereits 2029 erreicht, rechnet der Bostoner Computerwissenschaftler Ray Kurzweil in seinem Buch "Homo s@piens" vor: Dann würden die Implantate so ausgereift sein, dass sie Kommunikation von Mensch zu Maschine und anders herum ganz zwanglos erlauben. Per Ankoppelung an das Nervensystem würden Mikroprozessoren dann Töne, Bilder, Gerüche und Gefühle ins Hirn einspielen können; die Schranken zwischen menschlicher und maschineller Intelligenz fielen.
Kurzweil sieht eine neue Körperöffnung für Information voraus. Menschen könnten sich damit direkt in die Computernetze einloggen. Die virtuelle Realität würde ihren Endsieg feiern: "Man kann dann in der Site der schweizerischen Handelskammer Skifahren gehen und dabei spüren, wie einem der kalte Schnee ins Gesicht spritzt. Man kann seinen Lieblingsstar in der Site von Columbia Pictures umarmen. Oder man kann sich eine Site von Penthouse aussuchen, um etwas intimer zu werden."
Andere Zukunftsforscher diskutieren Ideen, die noch fantastischer anmuten: Mit Implantaten ließen sich Gehirne auch direkt verbinden - Gedankenübertragung per Datenleitung. Es entstünde ein Internet des menschlichen Geistes; alle Köpfe würden zu einem weltweiten Supergehirn zusammengeschaltet. Von der Vorstellung einer Person als Individuum bliebe nichts als ein schöner, romantischer Traum.
Wer solche Visionen als Hirngespinste einer Riege von größenwahnsinnigen Informatikern abtut, macht es sich zu leicht. Manches, was in den Think Tanks des digitalen Zeitalters heute ersonnen wird, wird sich als voreilig erweisen - doch die Überlegungen spiegeln das Potenzial der heutigen Forschung, und die Richtung, in die Transplantationsmediziner streben. Mögen Chips in den höchsten Hirnzentren etwa noch Utopie sein, so ist der Einsatz von Neuroprothesen am und im Leib bereits Realität. Und das krempelt schon jetzt den Begriff des Menschen um, die Vorstellung davon, was es bedeutet, einen Körper zu haben.
"Was Gregory Reynolds erlebt, ist erst der Beginn", sagt Kevin Carroll, Vizepräsident der Firma Hanger, die Reynolds'Arm hergestellt hat. Er will Beine aus dem High-Tech-Kunststoff Kevlar schaffen, die sich bewegen wie echte; Arme mit Dampfsensoren, damit die Amputierten wieder feucht und trocken wahrnehmen; und Hände, die Signal geben, wenn man sie streichelt. Carroll setzt auf ein "Bewusstsein in der Prothese", wie er es nennt. Auf elektronischen Fußsohlen, die den Bodendruck "spüren", laufen seine ersten beinamputierten Patienten bereits. Vier Elektroden melden den gemessenen Druck beim Aufsetzen dem Nervensystem an jener Stelle, wo die Prothese ansetzt. Andere Patienten sind mit neuartigen Sprinterbeinen versorgt. Der 100-Meter-Rekord, aufgestellt von einem Amputierten mit hydraulischen Kniegelenken und einem halbmondförmigen Kohlefaserfußteil voll Spikes, liegt bei 12,86 Sekunden. Auch Titanhände mit solch gelenkigen Fingern, dass Armamputierte damit Klavier spielen könnten wie Horowitz, ließen sich theoretisch konstruieren. "Nur sind die Kontakte, wie wir sie heute verwenden, nicht präzise genug, um derart ausgefeilte Prothesen zu steuern", erklärt Carroll. "Der Strom verteilt sich zu sehr über die Haut. Man müsste die Nerven direkt anzapfen."
Vor wenigen Jahren noch gehörten Hybride oder Cyborgs, Mischwesen aus Mensch und Maschine mit übermenschlichen Fähigkeiten, zu den schrillsten Utopien der Science-Fiction-Autoren: Gestalten vom Schlage des finsteren Star-Wars-Kämpfers Darth Vader, die mit ihrem Willen allein und ohne die kleinste Leibesregung Motoren in Gang setzen. Ihre technischen Gliedmaßen empfinden sie als Teil ihrer selbst. Denn sie sind außerstande zu erkennen, welche Wahrnehmungen aus natürlichen Sinnesorganen stammen und welche ihnen Chips ins Gehirn hinein spielen. An den Synapsen, den Schaltstellen des Nervensystems, miteinander verkoppelt, haben sich der verkabelte Körper und die Technik symbiotisch vereinigt.
Mit all seinen Kabeln im Leib könnte der Radiologe Roland Lew solchen Fantasiegeschöpfen fast zum Vorbild gereichen. Er arbeitet am Veterans Hospital in Cleveland, Ohio, und ist seit einem Autounfall vor 19 Jahren von der Hüfte abwärts gelähmt. Lew hat den Ärzten seines Krankenhauses seinen Leib zur Verfügung gestellt, an ihm eine Technik zu erproben, die Gelähmte zum Laufen bringen soll.
"Ich empfand ein unbeschreibliches Glück, als ich nach all den Jahren im Rollstuhl erstmals wieder auf meinen Beinen stand und dem Arzt auf gleicher Höhe in die Augen sah", sagt er. "Ich will, dass viele Gelähmte das erleben." 400 Elektroden haben ihm die Kollegen in die Beine, in den Bauch, in die Hüften und in den Rücken gestochen. Tief in Lews Fleisch sitzen die Kontakte, neuere aus Platin und ältere aus Stahl, die allesamt die Muskeln wieder zur Bewegung anregen sollen. Leitungen, mit Teflon ummantelt und spiralig gewickelt wie Telefonschnüre, verbinden diese Sonden unter der Haut. Aus Lews beiden Oberschenkeln ragen Kabelstränge heraus, die in vielpolige Stecker münden.
Die meisten Verbindungen sind tot, denn 370 von Lews 400 Elektroden sind defekt: im Lauf der Zeit abgebrochen, abgehängt; oder einfach verrostet. Aber mit den Kontakten, die funktionieren, kann Lew - auf ein Gestell gestützt - gehen. Die Beinstecker in ein Steuergerät am Gürtel geklinkt, drückt er einen Knopf. Wie ein Springteufel steigt er aus dem Rollstuhl empor: Lews Hüfte schießt nach vorne, die Beine strecken sich, und die Füße rammen sich in den Boden. Er steht. Ein Blick auf das Display, noch ein Knopfdruck. Plötzlich beginnt Lew sich fortzubewegen, als hätte eine fremde Gewalt ihn erfasst. Links, rechts, links: Im programmierten Marschrhythmus klappen die Oberschenkel nach oben, kicken die Knie, zucken die Waden. Fliegen, wie aufgescheuchte Vögel, die Füße in die Luft, mit ihrer Spitze nach außen gedreht. Ist ein Fuß wieder zu Boden geplumpst, rattert das nächste Bein los. Den Oberkörper steif nach vorne gebeugt, die Hände am Gehgestell, kämpft Lew um sein Gleichgewicht. Er beginnt zu keuchen. Nach ein paar Hundert Metern sinkt er erschöpft in den Rollstuhl zurück.
"Waren das Ihre Bewegungen, Herr Lew?" "Halb meine, halb die des Computers." Vom Stoffwechsel seiner Muskeln mit Energie gespeist, von Siliziumchips gesteuert, ist sein Unterleib Organismus und Technik zugleich: ein Hybrid. Lew kümmert es nicht, für sein Erleben sind diese Körperteile ohnehin tot. Bislang durchlaufen die Signale die Elektroden nur in eine Richtung: in Lews Körper hinein. Weil die Rückenmarksleitung zurück in den Kopf unterbrochen ist, fehlt bei einer Querschnittslähmung die Gleichgewichtsinformation, die das Gehirn normalerweise aus dem Kontrollieren der Muskeldehnung gewinnt.
Aber ob in Cleveland oder in Montpellier, wo europäische Mediziner alternative Implantate erproben - spektakuläre Anfangserfolge lassen sich bisher selten langfristig halten. In der Vergangenheit sind viele Querschnittsgelähmte ernüchtert wieder in den Rollstuhl zurückgekehrt - weil die winzigen Elektroden nicht an ihrem Platz blieben oder Kontakte rissen.
Roland Lew konnte einst sogar Treppen steigen. In den zweiten Stock hinauf, wo ein Freund wohnte, kam er regelmäßig - bis zwei Elektroden im Rücken zersprangen. Seitdem hegt er einen Traum: "Ich werde nach Europa reisen. Ich werde Venedig besuchen und dort, von meinen Mikroprozessoren gesteuert, über die Brücken marschieren."
Das FES Center für funktionelle Elektro-Stimulation in Cleveland, gefördert mit einem Millionenetat zur Versorgung der Vietnam-Veteranen, ist das größte seiner Art. Mehr als 50 Ärzte und Ingenieure forschen hier. An Robert Lew haben sie gelernt, wie maschinengesteuertes Gehen funktioniert: Welche der mehr als 40 Muskeln in jedem Bein unverzichtbar sind und welche die Bewegung nur etwas runder machen; welche Impulse die Muskeln besonders wirkungsvoll stimulieren; welche Stellkräfte beim Schritt im Sprunggelenk wirken. Und wie viele Kabel im Fleisch der Körper duldet.
"Das Innere des Menschen ist die feindlichste Umgebung für Technik, die man sich vorstellen kann", sagt Hunter Peckham, Leiter des Zentrums. "Das Immunsystem bekämpft alles." Häufig stößt der Körper das fremde Material ab. Und die Herausforderung, die Elektronik in den Leib zu schummeln, ist nicht die einzige. "Mechanisch ist der Mensch ein überaus kompliziertes System", sagt Peckham. "Man muss es bis ins letzte verstehen." So blitzten die Forscher in ihren Labors Stehende, Schreitende, Laufende im Stroboskoplicht; ließen sie über Waageplatten im Boden marschieren; setzten sie auf Federwaagestühle, um Beinspannungen zu messen - bis das Spiel der Knochen und Muskeln zu einem riesigen Satz dynamischer Gleichungen eingekocht war. Aber jeder Muskel besteht wiederum aus Tausenden Fasern, die im gesunden Körper alle einzeln angesteuert werden.
Beim maschinengesteuerten Gehen müssen Elektroden diese Aufgabe übernehmen. Und was sind schon 30, was selbst 300 Kontakte gegen die fast unzähligen Nervenbahnen, die sich bis in jede Muskelfaser verästeln? "100000 Nervenstränge sind allein in der Wirbelsäule am Gehen beteiligt", sagt Peckham. "Schon deswegen wird ein intaktes Rückenmark vorerst unersetzlich sein."
Um den Gelähmten eine zweitbeste Lösung zu bieten, hat Peckham Millionen Dollar an Risikokapital eingesammelt und eine Firma namens Neurocontrol gegründet. Die ersten Patienten testen das Produkt: eine Elektronik, die wie jene von Lew funktioniert, doch mit wenigen Drähten auskommt und fast völlig im Körper verschwindet. Den Gelähmten wurde eine Schaltung samt Mikrowellenantenne in den Bauch operiert. Diese empfängt von einer Steuerung außerhalb des Körpers Befehle und leitet sie an Beinelektroden. Mit einem solchen Gerät können die Implantierten dort, wo der Rollstuhl nicht hinkommt, Schritte tun.
Ein Vorläufermodell made in Cleveland ist schon auf dem Markt - es aktiviert regungslose Hände. Michael Veit, ein Kaufmann aus Hanau, unterhalb seiner Schultern gelähmt, hat es sich im vergangenen Mai als erster Deutscher in der Universitätsklinik Heidelberg einsetzen lassen. "Ich hatte nichts zu verlieren", sagt er. Sechs Stunden lang nähten ihm 1999 die Ärzte markstückgroße Kontakte in die Muskeln seines rechten Arms und des Daumens; in einer vielstündigen früheren Operation hatten sie schon zwei Muskeln und zwei Sehnen versetzt.
Veit nahm den Umbau seines Körpers mit Sarkasmus: "Jetzt lebe ich mit einer Ausstattung, die manchem Elektrogeschäft Ehre machen würde." Er hat gut einen halben Meter Kabel im Arm und einen Mikrowellenempfänger in der Brust. Auf der Haut seiner Schulter sitzt ein Sender, am Schlüsselbein ist ein Schaltknüppel befestigt. Ein Computer am Rollstuhl steuert das ganze.
Noch im Krankenhaus wurde die Elektronik in Veit zum ersten Mal angefunkt. Ganz langsam ballten sich die Finger seiner Rechten zur Faust und lösten sich wieder. Dann sah Veit, wie sein Daumen zum Zeigefinger wanderte, wie wenn man einen Stift greifen will. Nachdem die Fingerspitzen einander berührt hatten, bewegten sie sich wieder auseinander. So ging die Hand auf und zu, viele Stunden lang und ganz ohne sein Zutun. Der Computer hatte die Kontrolle seines Armes übernommen und war nun dabei, die Muskeln aufzubauen.
"Mir war elend", berichtet Veit. "Ich hasste meinen Arzt. Ich kam mir vor wie ein Horrorfilm-Monster." Inzwischen steuert er das Gerät mit dem Schlüsselbeinknüppel selbst. Veit kann wieder Maschine schreiben, eine Gabel halten, ohne fremde Hilfe essen. "Und Sie ahnen nicht, was es bedeutet, sein Bier in der Kneipe nicht mehr mit dem Strohhalm trinken zu müssen."
Aber das Wissen, dass nun etwas Fremdes in ihm arbeitet, quält ihn weiter. Nachts träumt er, ein Kabelbrand würde sich in seinem Körper entzünden. Solche Anwandlungen des Ekels hat Jim Jatich längst hinter sich. Wie der Radiologe Lew seinen Unterleib, so hat er seine Arme den Forschern in Cleveland als lebendes Labor überlassen. Bereits 1986 erhielt er, nach einem Tauchunfall, an seiner Linken den ersten Handstimulator überhaupt. Seither rüsten die Wissenschaftler Jatichs beide Arme stetig mit High-Tech auf. Zuletzt haben sie ihm die Knochen des linken Handgelenks aufgebohrt und darin Magneten und Sensoren eingebaut, welche die Handstellung den Mikroprozessoren melden. Das verschafft zwar nicht Jatich, doch wenigstens seiner Elektronik etwas Körpergefühl.
Seit neuestem steuert er die Neuroprothese mit seinen Gedanken. Er trägt eine Haube mit fünf Kontakten, welche die Hirnströme an seiner Kopfhaut aufnimmt und diese einem Computer zuführt. Erst haben die Forscher Jatich trainiert, einen Leuchtpunkt auf dem Bildschirm zu steuern: Wenn er an ein sinkendes Angelblei oder auch nur das Wort "hinab" dachte, erkannte der Rechner die entsprechenden Hirnpotenziale, und der Cursor bewegte sich in diese Richtung. Dann schlossen die Forscher die Vorrichtung an die Fernsteuerung an. Denkt Jatich nun "hinunter", so ballt seine Hand sich zur Faust: "Hat man sich einmal daran gewöhnt, kommt die Bewegung wie von selbst." Unangenehm, auch unkleidsam, sei nur diese Kappe mit all ihren Kabeln.
"In Zukunft wollen wir die Kontakte im Schädel anbringen", erklärt Peckham, "direkt am Gehirn." Aber es wäre nicht praktisch, auch den wartungsanfälligen Computer im Kopf zu versenken. Deswegen wollen die Forscher ihren Patienten zusätzlich zum Empfänger in der Brust noch einen Radiosender einbauen - unter den Skalp. Der Sender soll Kontakt zum Steuergerät am Rollstuhl aufnehmen.
So arbeiten Peckhams Leute, die anfangs nur gelähmte Gliedmaßen bewegen wollten, sich in den Kern des Nervensystems vor. Neuroprothesen im Kopf sollen Impulse an Geräte außerhalb des Körpers senden, welche die Muskeln steuern. Das Rückenmark wäre überbrückt; das Nervensystem bekäme am Gehirn einen künstlichen Ausgang und im Leib einen Eingang. Utopisch ist das keineswegs. Denn Signalübertragung in umgekehrter Richtung, ins Hirn hinein, ist inzwischen Routine.
Auch Köpfe mit Funkstation sind im Würzburger Universtitätsklinikum schon zu besichtigen. Die Implantierten tragen an ihrem Hinterkopf ein kleines Gerät. Manchen kleben sogar zwei Scheiben zwischen den Haaren, eine links, eine rechts. Die Patienten, viele davon Kinder, sind taub; die Dinger neben ihren Ohren sind Sendespulen, die an einem Magneten im Schädelknochen haften und Signale an Chips im Kopf funken.
Dass sich Implantate ans Hirn koppeln lassen, gilt als größter Triumph der Neuroprothetik. Damit dringt die Elektronik in die Sinnenwelt vor. Außerhalb des Körpers sitzen, meist in einer zigarettenförmigen Büchse hinter dem Ohr, ein Mikrofon und ein Sprachprozessor. Dieser verwandelt Töne in elektrische Signale und schickt sie an die Sendespule. Die in den Kopf eingebaute Elektronik empfängt diese Impulse und führt sie dem Hörnerv zu; so wird das defekte Innenohr der Patienten ersetzt. Ist auch der Hörnerv zerstört, legen Neurochirurgen seit neuestem Kontakte auf den Hörkern im Hirnstamm.
In einer intakten Hörschnecke oder Cochlea sorgen rund 30000 Nervenzellen dafür, dass Hörende ein über 20000 Hertz reichendes Schallspektrum wahrnehmen können. In Cochlea-Implantaten stehen als Ersatz Mehrkanal-Elektroden zur Verfügung. Während das gesunde Ohr Frequenzunterschiede von 1 Hertz oder weniger registriert, teilen die Implantate das Hörspektrum in wenige, relativ breite Frequenzbänder auf. Dieser Nachteil lässt sich zwar zum Teil durch besonders schnelle Signalabgabe an den Hörnerv - 18000 Pulse pro Sekunde - kompensieren. Dennoch klingen die Worte aus dem Chip anfangs bestenfalls wie die Stimme von Mickymaus - die Patienten müssen das Hören mit dem Sprachprozessor neu lernen. Aber das Gehirn passt sich an. Wenige Monate nach der Operation können manche Patienten mit dem Implantat sogar telefonieren.
Kinder, die taub auf die Welt kommen und mit der Neuroprothese hören und später sprechen lernen, empfinden ihre Chips als Teil ihrer selbst. Eine Würzburger Mutter erzählt, sie dürfe ihrem Fünfjährigen die Spulen erst vom Kopf nehmen, wenn er schlafe.
"Schon 20000 Menschen leben mit solchen Schaltungen im Schädel", berichtet der Würzburger Oberarzt Joachim Müller. Ein paar hundert Köpfe habe er selbst verkabelt. "Ein Eingriff dauert etwa eine Stunde." Wer als Kind nie Sprache verstehen gelernt habe, dem sei allerdings später mit dem Implantat nur schwer zu helfen. "Aber weil wir die Elektronik seit neuestem schon kurz nach der Geburt einbauen", sagt Müller, "müsste es in der heranwachsenden Generation eigentlich kaum Gehörlose mehr geben."
Gebärdensprache könnte bald so vergessen sein wie heute Latein. Gehörlose sehen das mit gemischten Gefühlen. Lange haben sie um die Anerkennung ihrer Sprache kämpfen müssen, die für viele selbstverständliches Kommunikationsmittel und Teil der Identität geworden ist. "Die Implantate", heißt es in einer Stellungnahme des deutschen Gehörlosen-Bundes, "bergen die Gefahr, die Gehörlosengemeinschaft zu zerstören." Leicht wird allerdings übersehen, dass Implantatträger, wenn sie das Gerät abnehmen, nach wie vor taub sind.
Die Unruhe, die diese Patientengruppe erfasst hat, ist vermutlich nur ein leiser Vorgeschmack künftiger Diskussionen. Denn vor ähnlichen Fragen werden bald Gelähmte oder psychisch Kranke stehen. Und Verwerfungen in der Gesellschaft sind absehbar, sollten sich dereinst auch Gesunde Neurochips zur persönlichen Optimierung einbauen lassen.
Manchen Wissenschaftlern scheint dieser Schritt nur logisch: Direktkontakte, so träumen sie, würden das Gehirn aus seinem Verlies im Schädel befreien. Zwischen dem menschlichen Hirn mit seinen unglaublichen Leistungen und immer rechenstärkeren Computern steht das Nadelöhr der Sinnesorgane. Ganze 25 Töne pro Sekunde verarbeitet das menschliche Ohr, ungefähr ebenso viele Bilder das Auge - ein simples Glasfaserkabel bringt hunderttausendfach höhere Raten. Gehirn und Rechner aneinander zu koppeln, macht deswegen Hoffnung auf ungeahnte Höhenflüge des Geistes.
"Wozu sollen wir mühsam an der Entwicklung einer künstlichen Intelligenz arbeiten, wenn wir durch simple Ausnutzung unserer eigenen Ressourcen viel mehr zustande bringen?", fragt einer der Gurus der Cyber-Gemeinde, Nicholas Negroponte vom Media Lab des Massachusetts Institute of Technology.
Wolle Homo sapiens die Zukunft bewältigen, komme er gar nicht umhin, die elektronische Aufrüstung seines Nervensystems schleunigst in Angriff zu nehmen, meint Peter Cochrane, Forschungsdirektor von British Telecom Laboratories und Inhaber eines Lehrstuhls für Wissenschaftsvermittlung an der Universität Bristol. "Die Welt ist heute schon zu komplex für unser Steinzeitgehirn. Wir brauchen Hilfe."
Nach dieser Auffassung wird der Mensch in der Technosphäre aufgehen, die er geschaffen hat. Kevin Warwick, Professor für Kybernetik im englischen Reading, probt schon ein paar Schritte in seine Zukunft als Cyborg. Im Selbstversuch ließ er sich 1998 einen Chip in den Arm operieren, der ihn zum Glied eines Mensch-Maschine-Netzwerks verwandelte.
Der Schaltkreis war programmiert, mit den Geräten des Instituts in Zwiesprache zu treten. Türen öffneten sich auf Warwicks Wegen durch das Gebäude, Lampen veränderten ihre Helligkeit, synthetische Stimmen sprachen zu ihm. "Ich fühlte mich meinen Computern sehr nahe", sagt Warwick.
Im kommenden Jahr will er sich noch intimer mit der Elektronik einlassen. Ärzte sollen ihm einen Chip in die Nähe des Schultergelenks einpflanzen und diesen an Nerven anschließen, die Information über Gefühle zwischen Körper und Gehirn übermitteln: die Signale für Angst, Schmerz, sexuelle Begierde. So hofft er Furcht und Trauer, Wohlbehagen und Lust in einem Computer abspeichern und sie bei Bedarf ins Bewusstsein zurückrufen zu können.
"Natürlich birgt diese Technik enorme Gefahren", sagt Warwick. Wenn unsere Emotionen erst einmal auf Festplatten liegen, steht das Nervensystem bald aller Welt offen - und es ist mit der Intimität von Gedanken und Gefühlen vorbei. Und selbst wenn es gelänge, das Fernsteuern von Menschen zu überwinden - gegen elektronische Werbesendungen direkt in die Lustzentren des Hirns ließe sich wenig ausrichten. "Aber Fortschritt ohne Risiko", sagt Warwick, "gab es noch nie."
Ray Kurzweil, der Seher aus Boston, prophezeit denn auch eine Epoche veritabler Maschinenstürmerei, sobald sich die ersten Neurochips in den höheren Hirnzentren ausbreiten. Wie die Weber des 19. Jahrhunderts, bedroht in ihrer Existenz, Textilmaschinen zerstörten, so würden Cyberterroristen künftig Front gegen alles Elektronische machen. Doch die um ihre Individualität fürchtenden Menschen werden den Vormarsch der Implantate nicht aufhalten können: "Zu mächtig wird die Versuchung sein, die von den Chips ausgeht."
Immer mehr Menschen werden sich laut Kurzweil nur noch per Gedankenübertragung von Hirn zu Hirn unterhalten. Wer da noch die Implantation von Elektronik in seinen Schädel verweigere, fühle sich bald so isoliert wie ein Großstadtsingle ohne Telefon. Worte und Schrift würden nach kurzer Zeit so ungebräuchlich wie vielleicht schon demnächst die Gebärdensprache - und wenige Generationen später vergessen.
Aber bis dahin ist noch etliche Forschungsarbeit zu leisten. Peter Fromherz, Direktor am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried bei München, ist der prominenteste und zugleich radikalste Praktiker bei dem Versuch, die Trennung zwischen Mensch und Elektronik niederzureißen. Über baldige Erfolge äußert er sich allerdings skeptisch: "Da gibt es viel unhaltbares Gerede. Es werden Fakten mit Fiktionen vermischt."
Das erste Ziel des Max-Planck-Forschers war ein Neurotransistor, eine Schaltung, die, wie er sagt, "die Wasserwelt des Gehirns mit der Siliziumwelt der Computer direkt verbindet". Die heutigen, relativ groben Elektroden nämlich taugen nach seiner Meinung wenig für den subtilen Kontakt zu elektrischen Vorgängen im Hirn, die mit Erinnern und Denken verbunden sind. Wer auf das Innenleben des Hirns zugreifen wolle, müsse die Basis der neuronalen Datenverarbeitung - einzelne Nervenzellen oder kleine Gruppen von ihnen - erreichen.
Genau das ist dem Forscher gelungen. "Neuron talks to chip, and chip to nerve cell", titelte die "New York Times" am 22. August 1995. Fromherz und Mitarbeiter hatten Nervenzellen von Blutegeln auf einem dafür gefertigten Siliziumchip anwachsen lassen. Wenn sie einen Strom durch den Schaltkeis jagten, sprangen die Nervenzellen sofort darauf an; umgekehrt änderte die Aktivität der Neuronen den elektrischen Zustand des Chips. Inzwischen funktionieren solche Experimente auch mit freipräparierten Hirnzellen von Ratten - allerdings erheblich schwächer. Denn Nervenzellen sind bei Ratten - wie beim Menschen - erheblich kleiner als bei Blutegeln.
Fromherz' Institut ist das einzige auf der Welt, in dem ein Halbleiter-Reinraum und ein Genlabor Tür an Tür stoßen. Im Reinraum werden Chips produziert, die zu Rattenzellen passen; im Genlabor Rattenzellen, die zu Chips passen - die Nervenzellen der Tiere sollen verstärkt Kanäle für die Passage von Ionen ausbilden und so den Kontakt zur Elektronik verbessern. Sollten Neurochips einmal in Menschen eingebaut werden, so wäre eine genetische Manipulation ihrer Nervenzellen wohl ebenfalls eine Voraussetzung, meint Fromherz: "Technisch wäre das eher ein kleines - ethisch natürlich ein weit größeres Problem."
Aber auch in der Aufrüstung des Hirns mit Mikroprozessoren läge nur ein schwacher Vorgeschmack auf die Möglichkeiten der Neurotechnik. Vor kurzem haben es Fromherz' Doktoranden geschafft, auf einem Chip planvoll Verbindungen zwischen einzelnen Nervenzellen zu züchten - die Keimzelle für ein halb elektronisches, halb organisches Gehirn aus der Retorte.
"Hochgerechnet" könnte ein solches Gebilde in ferner Zukunft die Stärken des menschlichen Geistes und die der Rechner vereinen, sagt Fromherz: "Es hätte vielleicht unsere Intuition, aber die Genauigkeit und Geschwindigkeit eines Computers." Zusammen mit der elektronischen Großindustrie wird derzeit ein Schaltkreis entwickelt, in dem tausende Nervenzellen mit einem Chip verbunden werden sollen.
Gemessen an den 100 Milliarden Neuronen im menschlichen Hirn wäre ein solches System freilich immer noch ein bescheidender Anfang - und lädt doch zu den kühnsten Spekulationen ein: Wären Neurochips eines fernen Tages dem Gehirn ebenbürtig, so könnten Menschen all ihre Erinnerungen, all ihre Eigenheiten auf solche Chips herunterladen lassen - die Persönlichkeit würde im Kunst-Gehirn dupliziert. Das Bewusstsein hätte sich von der "wet ware" des Körpers gelöst und in den Prozessoren Unterschlupf gefunden. Ein Tor zur Unsterblichkeit stünde offen. Heute mag das alles unglaublich erscheinen. Und es ist gerade Fromherz, der vor Euphorie warnt: Was Autoren und Wissenschaftler so prophetisch ankündigten, sei heute noch reine Science-Fiction. Eine direkte Verbindung von Mensch und Maschine sei weder "für diese noch für die nächste Generation" überhaupt nur denkbar.
Doch die Menschheit ist auf dem Weg. Zu den Geschöpfen, deren Verschmelzung mit einer Maschine am weitesten fortgeschritten ist, gehören sechs Ratten in Philadelphia. Forscher hatten ihnen die Großhirnzentren, die für Bewegung zuständig sind, und zudem den Thalamus im Kleinhirn mit je drei Dutzend Stahlkontakten gepflastert.
Dann koppelte der Neurobiologe John Chapin, der Leiter des Experiments, die Ratten an einen Roboterarm, der Wasser spendete. Erst wurden die Tiere ohne Elektronik trainiert, den Roboter durch Drücken eines Hebels zu bedienen. Dann schaltete Chapin den Hebel ab und die Kontakte in den Köpfen zu. Zwar drückten die durstigen Ratten weiter den Hebel, doch was den Roboter nun in Gang setzte, waren ihre Hirnströme allein.
Auf seinen Oszilloskopen konnte Chapin sogar das Feuern einzelner Neuronen erkennen - die Ratten schienen wie aufgegangen in der Maschine. Unter den Steckern, von rosa Narbenfleisch umwachsen, waren ihre Köpfe kaum mehr zu sehen. Kabelstränge, die zur Käfigdecke führten, gaben den Tieren nur ein paar Schritte Bewegungsraum. Ihre Leiber sahen aus, als baumelten sie an den Haaren einer technischen Irokesenfrisur.
Doch der Eindruck, die Ratten seien Sklaven der Elektronik geworden, trügt. Schnell begriffen sie, dass ihnen eine neue Macht zugewachsen war - dass ihre bloße Absicht genügte, damit der Roboter sie mit Wasser bediente. Von da an ließen sie den Hebel in Ruhe und begannen, die Maschine nur mit ihren Wünschen zu steuern. Der Roboter war zu einer Erweiterung ihres Körpers geworden: eine fünfte Pfote, deren Bewegung noch nicht einmal müde macht.
Chapin, der inzwischen mit Affen experimentiert, ist nicht ohne einen Anflug von Zweifel. Er selbst wolle keine Elektronik im Kopf, wenngleich die Rattenversuche zeigten, dass die Kopplung von Gehirn und Computer nicht unbedingt zum Nachteil des Hirns ausgehen müsse. "Nennen Sie es eine Abneigung aus Gefühl." Aber ganz sicher, sagt Chapin, sei er sich nicht: "Wir waren doch überrascht, wie schnell sich der Organismus an die Verschmelzung mit einer Maschine gewöhnt."
© Stefan Klein 2000 Erschienen in GEO 6/00