AG Künstliche Intelligenz und Robotik in der Neurochirurgie

Unsere Vision: die Lebensqualität von Menschen mit schweren neurologischen Erkrankungen nachhaltig zu verbessern

Hier sind Sie richtig, wenn Sie mehr über die europaweit erste Implantation einer Hirn-Computer-Schnittstelle (BCI) mit Mikroelektroden bei einem Patienten mit hoher Querschnittslähmung lesen möchten. Beachten Sie zu unserer Studie „Künstliche Intelligenz für Neurodefizite, über die derzeit viel in den Medien berichtet wird und für die wir noch Teilnehmer suchen, auch unsere Klicktipps unten – u. a. Videos und eine umfassende Informationsmappe.

Gleichzeitig informieren wir Sie hier über die Pionierarbeit unseres interdisziplinären Forschungsteams aus Medizin, Neuro- und Ingenieurwissenschaften an der Technischen Universität München (TUM). Mit hohem Anspruch und viel Begeisterung verfolgen wir das Ziel, Technologien zu entwickeln, die zuverlässig, weniger invasiv und drahtlos funktionieren. Als Assistenzsysteme sollen sie Menschen mit schweren neurologischen Erkrankungen nachhaltig unterstützen – ihnen ganz konkret wieder mehr Unabhängigkeit, Selbstbestimmung und Teilhabe am Alltag verschaffen.

 

BASISPIONIERFORSCHUNG IN MÜNCHEN FÜR DIE WELT

Vor rund 15 Jahren entstand die Idee, Menschen mit hoher Querschnittslähmung mithilfe einer Hirn‑Computer‑Schnittstelle die Kontrolle über einen Roboterarm zu ermöglichen. Die Ursprünge dieses wegweisenden Projekts liegen im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), wo das erste Pionierexperiment entwickelt wurde. In den mittleren 2000er Jahren erkannte das Team, dass sich eine Computermaus über ein Hirnimplantat steuern lässt – der Impuls, Robotik künftig über das menschliche Gehirn zu lenken, wuchs und eröffnete neue Perspektiven: Menschen mit Behinderungen Querschnittslähmung könnten einen Roboterarm nutzen und so mehr Unabhängigkeit gewinnen.

Die erste Studie zu diesem spannenden Ansatz wurde vor über einem Jahrzehnt veröffentlicht. Damals standen noch eher rudimentäre Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI) zur Verfügung, und es fehlte an medizinischer Begleitung. 2018 begann eine enge wissenschaftliche Zusammenarbeit zwischen der Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie am TUM Klinikum (Prof. Meyer), der Professur Translationale Neurotechnologie in der Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie (Prof. Jacob) sowie dem Munich Institute of Robotics and Machine Intelligence (MIRMI) der Technischen Universität München (TUM). Gemeinsam verfolgen wir das Ziel, das Projekt von der experimentellen Forschung in die klinische Anwendung zu überführen.

Unsere Vision ist es, durch die Implantation einer Hirn‑Computer‑Schnittstelle die Lebensqualität von Menschen mit Querschnittslähmung nachhaltig zu verbessern. Die präzise Steuerung eines Roboterarms kann nicht nur die Unabhängigkeit fördern, sondern auch wesentliche Alltagserleichterungen ermöglichen.

Mit den heutigen, hochentwickelten Methoden der KI und gezielter medizinischer Unterstützung sind wir unserem ehrgeizigen Ziel einen entscheidenden Schritt nähergekommen. Erstmals in Europa haben wir am TUM Klinikum in München im Sommer 2025 eine Hirn-Computer-Schnittstelle (BCI) bei einem Patienten mit hoher Querschnittslähmung implantiert. Dies markiert einen bedeutenden Meilenstein in der klinischen Translation und eröffnet neue Perspektiven auf ein selbstbestimmtes Leben. 

Um unsere Forschungsergebnisse direkt in der Patientenversorgung anwenden zu können, arbeiten wir daran, präzise, sichere, möglichst wenig invasive und drahtlose Technologien zu entwickeln. In der Neurochirurgie wird dies künftig das relevanteste Anwendungsgebiet darstellen. 

 

HINTERGRUND – SPANNEND ZU WISSEN

- In der Forschung zu Hirn-Computer-Schnittstellen mit Mikroelektroden sind wir an der TUM weltweit vorne dabei. Es gibt kaum Universitäten, die die drei Kerndisziplinen Medizin, Neuro- und Ingenieurwissenschaften an einem Standort so gut besetzen wie wir in München.

- In den vergangenen zehn Jahren haben wir am TUM Klinikum die weltweit größte Serie von Mikroelektroden-Messungen im menschlichen Gehirn durchgeführt und damit einen Quantensprung in der Hirnforschung erreicht. 

- Unsere Forschung wird gefördert durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt.

- Bereits 2022 haben wir einer Patientin mit schwerer Sprachstörung (Aphasie) nach einem Schlaganfall eine Hirn-Computer-Schnittstelle (BCI) mit Mikroelektroden implantiert. Durch elektrische Mikrostimulation und Neurofeedback können wir die Sprachnetzwerke ihres Gehirns präzise beeinflussen und sie beim Wiedererlangen ihrer Sprache unterstützen. Unsere bahnbrechenden Studienergebnisse sorgen weltweit für Aufsehen. Unsere derzeitige Studie zu Querschnittslähmung ist nur durch die Vorstudie möglich. 

 

UNSER TEAM

Hinter unserer Forschung steht ein engagiertes Team aus:

- Neurochirurgen:
Prof. Bernhard Meyer
PD Dr. Arthur Wagner 
Dr. Viktor Maria Eisenkolb 
Alexander Utzschmid 

- Neurowissenschaftlern:
Prof. Simon Jacob 
Göktug Alkan

- Ingenieurwissenschaftlern:
Dr. Melissa Zavaglia
Dr. Alex Craik
Ioannis Xygonakis 
Viktorija Dimova-Edeleva

 

KLICKTIPPS

Thema „Erstmals in Europa: Implantation einer Hirn-Computer-Schnittstelle (BCI) bei Patient mit hoher Querschnittslähmung“ (ab 10/2025)

a) Informationsmappe mit Zahlen, Zitaten und Interviews zur OP, zum Training im Labor und zu unserer interdisziplinären Forschungsgruppe

b) Pressemitteilung der TUM

c) Videos (Deutsch)

d) Videos (Englisch)

e) Presseveröffentlichungen zur Studie „Künstliche Intelligenz für Neurodefizite“ (Auswahl)

f) Weitere Presseveröffentlichungen