Wer seine Hände nicht zum Tippen einsetzen kann, beispielsweise wegen einer schweren Krankheit, kann stattdessen auch nur sein Gehirn benutzen: Spezielle Geräte erkennen allein anhand von EEG-Signalen, welche Buchstaben der Benutzer auswählen möchte. Eine besonders schnelle Variante einer Gehirn-Computer-Schnittstelle zum Tippen haben nun Wissenschaftler um Yijun Wang von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking entwickelt.

Ihr System erlaubt es, im Schnitt einen Buchstaben pro Sekunde auszuwählen, die Durchschnittsgeschwindigkeit für Englisch liegt dadurch bei etwa zwölf Wörtern pro Minute. Das sei fast doppelt so hoch wie bei den besten experimentellen Verfahren – selbst im Vergleich zu jenen, die statt auf EEG-Signale auf implantierte Elektroden zurückgreifen. Deren mittlere Datenrate liege bei ungefähr 3,5 Bit pro Sekunde. Mit ihrem Ansatz erreichten sie hingegen einen Wert von 5,32 Bit pro Sekunde.

Wang und Kollegen verwenden dazu eine fünf mal acht Felder umfassende Tafel mit Buchstaben und Sonderzeichen. Um einen Buchstaben zu tippen, fixiert der Nutzer mit den Augen das entsprechende Feld. Nach einer halben Sekunde Wartezeit beginnen alle Felder zu blinken, allerdings jedes in seiner eigenen Frequenz und mit zueinander leicht verschobenen Phasen. Dieses Blinksignal führt dazu, dass auch die Hirnzellen in den Sehzentren des Probanden in annähernd derselben Frequenz und mit derselben Phasenverschiebung feuern wie das anvisierte Feld – was sich dann wiederum in der Form des EEG-Signals an der Kopfoberfläche widerspiegelt. Mit Hilfe eines Mustererkennungsprogramms kann ein Computer so ermitteln, auf welchen Buchstaben der Proband geblickt hat.

Die Blinkphase dauert ebenfalls eine halbe Sekunde, danach hat der Nutzer erneut eine halbe Sekunde Zeit, den richtigen Buchstaben zu fixieren, und die Blinkphase beginnt von Neuem. So kann der Benutzer im Prinzip einen Buchstaben pro Sekunde auswählen – die tatsächliche Tippgeschwindigkeit schrumpft allerdings durch Fehler bei der Erkennung. In ihren Tests an 18 Teilnehmern berichten die Forscher von einer durchschnittlichen Treffgenauigkeit von 91 Prozent, wobei die Ergebnisse bei den einzelnen Nutzern zwischen rund 77 und 99 Prozent schwankten.

Das System von Wang und Kollegen ist nicht das erste, das sich die so genannten visuell-evozierten Potenziale zu Nutze macht. Der Vorteil ihres Ansatzes bestehe unter anderem darin, dass sie die Phase der Blinkfrequenz mit einbezögen, wodurch der Computer nah beieinanderliegende Frequenzen leichter auseinanderhalten könne. Auch Verbesserungen im Signalanalyseverfahren seien für die Rekordgeschwindigkeit verantwortlich. Die hohe Tippgeschwindigkeit bedeute allerdings auch eine besondere Herausforderung an die Konzentration der Teilnehmer. Nicht alle Patienten könnten zudem ihren Blick genau genug steuern.