Differenzierende Hirnstromdaten-Schnittstelle - Patent DE102005030985A1

Differenzierende Hirnstromdaten-Schnittstelle - Patent DE102005030985A1

Abstract

Die Erfindung ist ein Verfahren, um im Gehirn eines Menschen transportierte Informationen technischen Systemen und Personen zugänglich, handhabbar und weiterverarbeitbar zu machen.

Das Verfahren setzt das menschliche Gehirn einem elektromagnetischen Erregungssignal bekannter Frequenz aus, das dort in alle Neuronen eine elektrische Schwingung mit derselben Frequenz induziert. Derart oszillierende Neuronen emittieren durch eigene AP-Spikes modulierte elektromagnetische Störungen, die durch eine Antenne aufgefangen und in ein elektrisches Mischsignal gewandelt werden. Alternativ wird ein Array von Magnetfeldsensoren um das Gehirn gruppiert, das ein komplexes elektrisches Signal mit den Aktionspotentialen sämtlicher Neuronen liefert.

Description

I. Allgemeines

[0001]

Diese Erfindung ist ein prinzipiell neues Verfahren, das eine allgemein anwendbare Schnittstelle zur Verfügung stellt, um die im Zentralnervensystem ZNS, insbesondere dem Gehirn eines Menschen oder Säugetieres transportierten Informationen iSd. Abschnitts II dieser Patentschrift zu gewinnen und technischen Systemen oder Personen zugänglich zu machen.

[0002]

Die herausragenden Eigenschaften dieser Erfindung sind:

• die prinzipielle Zugänglichkeit technischer Systeme und Personen zu den im Gehirn eines Säugetieres oder Menschen elektrisch in Neuronen transportierten Informationen nach Abschitt II dieser Patentschrift

• mit einem System, das gegebenenfalls auch größere Entfernungen zwischen den Systemkomponenten und dem Nervensystem zuläßt, aus dem diese Informationen gewonnen werden sollen

• mit einem System, das aufgrund des Decodierungsverfahrens der so gewonnenen Informationen hieraus technisch handhabbare und überschaubare Datenmengen erzeugt

• mit einem System, das weiterverarbeitbare digitale Daten liefert

[0003]

Anwendungsbereiche dieses Systems liegen in der

• Realisation einer allgemeinen zeitgemäßen Mensch-Maschine-Schnittstelle als Eingabeschnittstelle mit weitaus größerem Datendurchsatz als alle bisher bekannten und angewendeten Eingabeverfahren

• präventiven und investigativen Polygraphie, soweit hierfür eine Rechtsgrundlage besteht

• medizinischen Diagnostik, beispielsweise der objektiven Schmerzlokalisation

• neurochirurgischen Verwendung bei der Nervenrekonstruktion durch Neuronenfragment-Zuordnung

III. Funktion der Erfindung

1. Neurophysikalische Grundlagen

[0010]

Der Transport von Informationen iSd. Abschnitts II dieser Patentschrift erfolgt innerhalb des Zentralnervensystems von Säugetieren und Menschen, insbesondere zum Gehirn sowie zwischen Teilen des Gehirns, über Nervenfasern (Neuronen), welche elektrisch leitfähige Zellgebilde sind, durch die elektrische Leitung sog. Aktionspotential-Spannungsspitzen (AP-Spikes). Solche Spannungsspitzen stellen stark bedämpfte elektrische Schwingungen im Neuron dar (AP-Spikes nach 1).

[0011]

Wie jede elektrisch leitfähige Struktur besitzen Neuronen Oszillatoreigenschaften, stellen also elektrisch schwingungsfähige Gebilde dar. Daher besitzen Neuronen eine spezifische Resonanzfrequenz für elektrische Schwingungen, die sich umgekehrt proportional zur physikalischen Längenausdehnung eines Neurons verhält, technisch also einen physikalischen Dipol darstellt, wobei die starken Schwingungsdämpfungseigenschaften von Neuronen aufgrund Substanzbeschaffenheit und verschiedener biochemische Effekte wie Ionenwanderung zwischen Mantel und Kern des Neurons einen spezifischen Faktor bei der Resonanzfrequenzberechnung erfordern.

[0012]

1 zeigt den schematischen Spannungsverlauf in einem Neuron beim Transport eines AP-Spikes; eine Frequenz ist direkt ablesbar, wobei λ/2 der halben Wellenlänge der elektrischen Resonanzfrequenz des Neurons entspricht, in dem der abgebildete AP-Spike detektiert wird.

[0013]

Abstrakt wird die spezifische Qualität der im ZNS transportierten Informationen hierbei durch die bloße Präsenz von AP-Spikes in einem spezifischen Neuron definiert. So repräsentieren AP-Spikes in bestimmten Neuron

en beispielsweise eine bestimmte gehörte Audiofrequenzen, AP-Spikes in anderen spezifischen Neuronen beispielsweise die Reizung einer bestimmten Bildkoordinate auf der Retina mit Licht. Die spezifische Quantität (Reizintensität) der im ZNS transportierten Informationen wird ausschließlich durch die Häufigkeit solcher AP-Spikes in einem bestimmten Neuron definiert; je dichter AP-Spikes beispielsweise in einer bestimmten Nervenfaser der Hörbahn auftreten, desto lauter war die zugehörige gehörte Audiofrequenz zum Ohr gedrungen.

[0014]

Mittels eines durch diese Erfindung spezifizierten Verfahrens können diese Informationen als elektrische, technisch verarbeitbare Signale gewonnen und maschinenlesbar werden. Hierbei werden sämtliche zu einem bestimmten Zeitpunkt im Zentralnervensystem auftretenden AP-Spikes detektiert.

[0015]

Die Ermittlung der Frequenz über die Wellenlänge (λ/2 in 1) eines derart detektierten AP-Spikes nach 1 erlaubt die Ermittlung eines zugehörigen Neurons aufgrund seiner mit dieser Frequenz identischen längenspezifischen Resonanzfrequenz und damit die Feststellung der Präsenz der durch dieses Neuron repräsentierten Informationsqualität.

[0016]

Die Ermittlung der Häufigkeit solcher zuordenbarer AP-Spikes erlaubt die Bewertung der zugehörigen Reizintensität, also der Informationsquantität.

[0017]

Diese Verfahrensweise ist nicht nur auf die Nervenfasern (Neuronen) von nervus acusticus und nervus opticus, sondern auf sämtliche Neuronen und Neuronenbündelungen des Zentralnervensystems an...

Quelle:
https://patents.google.com/patent/DE102005030985A1/de?oq=DE+102005030985+A1