Ratbots

Wissenschaftlern ist es gelungen, Ratten mit Elektroden im Hirn per Fernbedienung zu steuern

Tiere sind unter Umständen die besseren Roboter: In der aktuellen Ausgabe von Nature berichtet ein Wissenschaftlerteam des Department of Physiology and Pharmacology der State University of New York unter Leitung von Sanjiv Talwar, über die "virtuelle" Konditionierung von Versuchsratten, die sich anschließend wie Roboter fernsteuern ließen.

Je nachdem welche Seite des Gehirns angeregt wird, kann ein elektrischer Stimulus - ganz im Sinne behavioristischer Lerntheorien - entweder als Reiz oder als Belohnung fungieren. Dies belegen Erfahrungen aus der Erforschung der Funktionsmechanismen des Nervensystems. Die Versuchsgruppe von Sanjiv Talwar und seinem Team bestand aus fünf Ratten, denen Elektroden in verschiedene Bereiche des Gehirns implantiert wurden. Die einen ins mediale Großhirnbündel, den Bereich wo erwünschtes Verhalten belohnt wurde, die anderen in die Repräsentationsareale der linken und rechten Schnurrhaare im so genannten somatosensorischen Kortex. Dann erhielten die Tiere einen kleinen Rucksack aufgeschnürt, mit einem Microstimulator, der an eine Fernbedienung angeschlossen war. Damit konnten mittels eines Laptop kurze Stimuli an jede der angeschlossenen Gehirnregionen verabreicht werden - in eine Entfernung von bis zu 500 Meter.

Anschließend wurde den Ratten in einem Labyrinth antrainiert, auf die Reizung der Hirnareale in der gewünschten Weise zu reagieren. Nach zehn Sitzungen waren sie in der Lage, ihre Richtung nach rechts bzw. links ändern, wenn ihnen eine "virtuelle" Berührung der jeweiligen Schnurrhaare dies signalisierten. Sie behielten ihr Verhalten auch im offenen Gelände bei, in Sitzungen von bis zu einer Stunde.

Die Wissenschaftler konnten die Ratten durch eine Vielzahl komplexer und sich verändernder Terrains dirigieren. Die kleinen Nager wurden durch Röhren und Erhöhungen navigiert, sie kletterten und sprangen. Es gelang sogar, sie Schutthäufen systematisch durchkämmen zu lassen oder sie über hellerleuchtete Areale zu jagen, was sie normalerweise vermeiden würden. Dabei stellte sich heraus, dass die Stimulierung des medialen Vorderhirns die Nager nicht nur zum Vorwärtsgehen antrieb, sondern auch zum Bewältigen von Hindernissen.

Die Versuchsratten ließen sich vollständig aus der Entfernung dirigieren, ähnlich wie intelligente Roboter. Forscher Talwar betont, dass dabei die traditionellen Grenzen des Konditionierens überschritten wurden. Er und sein Team gehen davon aus, dass es über die Stimulierung anderer Gehirnregionen auch möglich wäre, eine Vielzahl weiterer, komplexerer Verhaltensreaktionen zu erzeugen.

Was experimentell bewiesen ist, soll jetzt auch praktische Anwendung finden: Virtuell steuerbare Tiere könnten sich bei der Rettung von Katastrophenopfern oder beim Aufspüren von Minen als nützlich erweisen. Dabei sind Ratten billiger als die bislang eingesetzten Hunde und außerdem kleiner und leichter. Sie könnten etwa auf einer Mine sitzen, ohne dass diese explodiert. Gegenüber Robotern haben sie den Vorteil, dass sie wendiger sind. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass sich die Gehirnaktivität der Tiere nicht nur manipulieren, sondern auch empfangen lässt. Die Ratten könnten also auch als biologische Sensoren dienen.