5 Schweizer Labore entwickeln Gehirn-Computer-Schnittstellen für die Medizin
Gehirn-Computer-Schnittstellen (BCIs) revolutionieren die Medizin – und Schweizer Forscher sind dabei an der Spitze. Diese Technologien ermöglichen die direkte Kommunikation zwischen Gehirn und Maschine, um Menschen mit schweren Erkrankungen wie Parkinson, Epilepsie oder Lähmungen neue Lebensqualität zu schenken. Im Folgenden stellen wir fünf Schweizer Labore vor, die Pionierarbeit leisten.
Einleitung: Warum Schweizer Labore führend sind
Schweizer Forschungsinstitute kombinieren Präzisionsmechanik, Neurotechnik und KI-Expertise, um BCIs klinisch nutzbar zu machen. Von Miniaturchips für Gedankenübersetzungen bis hin zu Implantaten gegen Parkinson: Die Schweiz setzt auf interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Universitäten, Startups und Kliniken.
1. EPFL Lausanne: Der Mikrochip der Zukunft
Projekt: MiBCI-Chip zur Gedankenübersetzung
Die ETH Lausanne entwickelt den MiBCI-Chip – eine miniaturisierte Schnittstelle, die Hirnaktivität in Text umwandelt. Der nur 8 mm² große Chip erreicht 91,3% Genauigkeit beim Erkennen von 31 Zeichen und verbraucht dabei extrem wenig Strom.
| Technologie | Anwendung | Vorteile |
| Miniaturisierte Elektroden | Kommunikation für Gelähmte | Implantierbar, geringer Energiebedarf |
| Distinktive neuronale Codes (DNCs) | Entschlüsselung von Handschriftbewegungen | Schnelle Datenverarbeitung |
| KI-gestützte Algorithmen | Fehlerreduktion bei Übersetzungen | Automatische Sinnprüfung von Sätzen |
Erfolge:
- Übersetzung mentaler Schreibbewegungen in lesbaren Text.
- Erste Schritte hin zu Steuerung von Prothesen.
2. Wyss Center Genf: Hirngesteuerte Prothesen
Ziel: Unabhängigkeit für Querschnittsgelähmte
Das Wyss Center entwickelt hirngesteuerte Arme und Epilepsie-Monitoring-Systeme. Eine Schlüsselinnovation ist die Deep Brain Stimulation – ein „Hirnschrittmacher“, der Parkinson-Symptome lindert.
| Anwendung | Technologie | Wirkung |
| Parkinson-Therapie | Elektroden im Gehirn | Reduktion von Zittern und Lähmungen |
| Epilepsie-Prognose | Neurochips zur Signalanalyse | Früherkennung von Anfällen |
| Exoskelettsteuerung | ECoG-Elektroden | Bewegungsrehabilitation nach Schlaganfällen |
Fortschritte:
- Kombination von VR-Training und BCI zur neurologischen Reorganisation.
- Kollaboration mit Startups wie Aleva für klinische Tests.
3. Aleva Neurotherapeutics (Lausanne): Implantate gegen Tremor
Spezialgebiet: Neurostimulation
Aleva entwickelt implantierbare Elektroden zur Behandlung von Parkinson-Tremoren und Essentiellen Zittern. Der Neurochip an der Schädeldecke generiert gezielte elektrische Impulse.
| Produkt | Funktion | Zulassungen |
| Deep Brain Stimulation | Stimulation des Nucleus subthalamicus | EU-Zertifizierung, klinische Tests in Bern |
| Mikroelektroden | Präzise Signalübertragung | FDA-Zulassung in Aussicht |
Unterstützt von:
- Michael J. Fox Foundation (Parkinson-Forschung).
- Venture-Capital-Finanzierung: 57 Mio. USD.
4. Mindmaze (Lausanne): VR-Rehabilitation nach Schlaganfällen
Lösung: Mind Motion Pro
Mindmaze setzt auf Virtual Reality, um die neurologische Reorganisation nach Schlaganfällen zu beschleunigen. Das Gerät nutzt Augmented-Reality-Brillen und Sensorik zur Bewegungsanalyse.
| Gerät | Funktion | Anwendung |
| Mind Motion Pro | Kombination aus VR-Training und BCI | Wiederherstellung motorischer Fähigkeiten |
| Neurorehabilitation | KI-gestützte Adaptionsalgorithmen | Personalisierte Therapiepläne |
Erfolge:
- Einsatz bei 800 Patienten in 9 Ländern.
- Größtes Schweizer Einhorn mit 1 Mrd. Franken Bewertung.
5. ZHAW Winterthur: Nicht-invasive Schnittstellen
Ziel: Quantensensoren statt Operationen
Ricardo Chavarriaga forscht an nicht-invasiven BCIs – etwa mit Quantensensoren – um die Technologie für Gesunde zugänglicher zu machen. Aktuelle Projekte fokussieren auf Prothesensteuerung und Exoskelett-Interaktion.
| Ansatz | Technologie | Vorteil |
| Quantensensorik | Magnetfeldmessung ohne Implantate | Keine OP-Risiken |
| KI-basierte Mustererkennung | Machine Learning für neuronale Signale | Steigerung der Präzision |
Zukunftsvision:
- Integration in Alltagsgeräte wie Smartphones oder Smart Homes.
Technologische Meilensteine im Überblick
| Jahr | Innovation | Labor |
| 2023 | MiBCI-Chip mit 91,3% Genauigkeit | EPFL |
| 2022 | Hirn-gesteuerter Arm für Querschnittsgelähmte | Wyss Center |
| 2017 | FDA-Zulassung für Mind Motion Pro | Mindmaze |
| 2008 | Gründung von Aleva | EPFL Spin-off |
Herausforderungen und Sicherheit
Trotz Fortschritten bleiben Cybersecurity-Risiken und Energieverbrauch kritisch. Aktuelle BCIs benötigen oft externe Stromquellen, während nicht-invasive Systeme noch geringere Signalauflösungen bieten.
Fazit: Schweizer BCIs prägen die Medizin der Zukunft
Die Schweiz positioniert sich als Vorreiter in der Neurotechnologie. Von der Gedankenübersetzung bis zur Parkinson-Therapie – Schweizer Labore verbinden medizinische Notwendigkeit mit ingenieurwissenschaftlicher Präzision. Die nächste Etappe: Klinische Routine und patientenfreundliche Designs.
