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Apple-Forschung: Gehirnwellen per In-Ear auswerten

Die Auswertung von EEG-Signalen (umgangssprachlich meist als "Gehirnwellen" bezeichnet) zählt zu den schwierigsten Disziplinen der Signalverarbeitung. Zwar lassen sich elektrische Aktivitäten des Gehirns vergleichsweise leicht messen, doch die Daten sind hochkomplex, variieren stark zwischen Personen und erfordern aufwendige manuelle oder teilautomatisierte Annotationen. Von Apple-Forschern ist jetzt ein interessantes Forschungspapier zu einem neuen Verfahren erschienen, welches erheblich effizientere Analysen bieten soll und zudem auf derlei "gelabelte Daten" verzichten kann. Das Modell lernt stattdessen aus der relativen zeitlichen Verschiebung zweier beliebiger EEG-Ausschnitte – angeblich mit besseren Ergebnissen als bisherige Ansätze.


Im Ohr gemessen, per KI ausgewertet
Rein technisch handelt es sich erst einmal um ein KI-Verfahren ohne direkten Hardwarebezug. Doch ein Detail macht die Arbeit in Verbindung mit Apple interessant: Die Forscher testen PARS ("Pairwise Relative Shift Pretraining") unter anderem mit "ear EEG data", also Signalaufnahmen, die über Elektroden im oder nahe am Ohr gewonnen wurden. Apple hält ein Patent, das genau in diese Richtung der Messung per Ohrhörer geht und unter anderem EEG-Muster aufführt. Konkrete Hinweise auf ein zukünftiges AirPods-Feature liefert die Studie nicht, doch die Parallelen sind zumindest auffällig.

Erhebung von Gesundheitsdaten auf neuem Level
Falls AirPods aber verlässlichere biosignalbasierte Funktionen unterstützen sollten, könnten KI-Systeme wie PARS eine entscheidende Rolle spielen. Unter anderem bei der Erkennung von Stress, Schlafphasen oder neurophysiologischen Mustern, die bei Wearables bislang als zu komplex oder zu ungenau gelten, wären die Daten aussagekräftig. Bis dahin ist es allerdings ein weiter Weg, denn die Studie ist nur ein Preprint, die Daten stammen aus Forschungsumgebungen, Praxiserprobung wurde bislang nicht durchgeführt. Im Alltag müssen Devices eine ausreichende Datenqualität bieten, andernfalls sind die vielversprechenden Analyseergebnisse der Studie eher ein theoretischer Ansatz.

Kommentare

TMS
TMS01.12.25 12:53
Hmm, mit funkbasierten Hörern kann das eigentlich nicht funktionieren. Als Minimum brauch man ja eine Potentialdifferenz, also zwei Elektroden, die per Kabel verbunden sind. Bei kabelbasierten Ohrhörern ist das zumindest denkbar.
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Wellenbrett01.12.25 14:12
Nur eine Idee, aber vielleicht kann die elektrische Leitfähigkeit der Haut genutzt werden: immerhin liegen die beiden Ohren ja ziemlich nahe beieinander, so dass nur eine recht kurze Distanz über die Haut überbrückt werden muss. Das sich der Hautleitwiderstand durch psychische Faktoren (z.B. Stress) ändert, macht die Messung sicherlich nicht einfacher, aber vielleicht läßt sich das mit KI-Technologie herausfiltern. Ein "drahtloses" 5-Kanal-EEG-System ist z.B. das Emotiv Insight, bei dem der Draht zwischen den 5 Sensoren vermutlich im Gestell untergebracht ist.:
https://www.emotiv.com/products/emotivpro
https://www.youtube.com/watch?v=tJhYjO0Chec
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Fucko01.12.25 14:16
So langsam sind wir an dem Punkt, wo man nicht mehr darauf hinweisen muss, dass etwas durch KI ausgewertet wird. Steht sowieso überall drauf, auch wenn es nicht überall drin ist. Oder man müsste konkret sein, inwieweit darauf zurückgegriffen wird. Aber so wird es einfach nur langweilig.
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TMS
TMS01.12.25 15:09
Wellenbrett
Nur eine Idee, aber vielleicht kann die elektrische Leitfähigkeit der Haut genutzt werden: immerhin liegen die beiden Ohren ja ziemlich nahe beieinander, so dass nur eine recht kurze Distanz über die Haut überbrückt werden muss. ...
Das wird ganz sicher nicht gehen. Die Amplituden sind zu gering und außerdem ist - wenn man mal beispielsweise vom linken Ohrstöpsel ausgeht - das linke Potential über die Haut sehr viel näher. Schließlich braucht ja jede Elektrode Hautkontakt. Hätte der linke Stöpsel eine weitere Elektrode (für die rechte Gehirnseite) etwa 1 cm entfernt von der eigentlichen ersten Elektrode, wäre die Potentialdifferenz dermaßen minimal, dass sie im Rauschen und in Störgeräuschen untergeht und zudem eher etwas linkskortikal ganz aus der Nähe registrieren würde - und da ist Ohr und wenig Gehirn.
Schließlich kriegt die Apple Watch ja nicht einmal ein EKG auf einer Seite gebacken, obwohl das Signal einfacher und stärker ist. Man muss dazu mit einem Finger der anderen Hand die Krone berühren.
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sonnendeck01.12.25 16:17
Faszinierend wenn das klappen sollte, weil die meisten Firmen wie Neurolink versuch die ja direkt im Gehirn abzugreifen um damit dann Reaktionen auf Prothesen zu übertragen wie ein Finger, Bein, Arm usw
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Wellenbrett01.12.25 17:41
TMS
Wellenbrett
Nur eine Idee, aber vielleicht kann die elektrische Leitfähigkeit der Haut genutzt werden: immerhin liegen die beiden Ohren ja ziemlich nahe beieinander, so dass nur eine recht kurze Distanz über die Haut überbrückt werden muss. ...
Das wird ganz sicher nicht gehen. Die Amplituden sind zu gering und außerdem ist - wenn man mal beispielsweise vom linken Ohrstöpsel ausgeht - das linke Potential über die Haut sehr viel näher. Schließlich braucht ja jede Elektrode Hautkontakt. Hätte der linke Stöpsel eine weitere Elektrode (für die rechte Gehirnseite) etwa 1 cm entfernt von der eigentlichen ersten Elektrode, wäre die Potentialdifferenz dermaßen minimal, dass sie im Rauschen und in Störgeräuschen untergeht und zudem eher etwas linkskortikal ganz aus der Nähe registrieren würde - und da ist Ohr und wenig Gehirn.
Schließlich kriegt die Apple Watch ja nicht einmal ein EKG auf einer Seite gebacken, obwohl das Signal einfacher und stärker ist. Man muss dazu mit einem Finger der anderen Hand die Krone berühren.
Ich war da wohl etwas zu euphorisch, EEG-Technik könnte in InEar-Stöpseln unterkommen und mit der Physik der Messung kenne ich mich zu wenig aus. Deiner Meinung nach sind InEar-Kopfhörer dann wohl aus physikalischen Gründen als Hardware nicht geeignet. Ich habe mir das Paper angesehen: https://arxiv.org/pdf/2511.11940 . Darin geht es ohnehin überhaupt nicht direkt um Hardware (es wird nur eine andere Studie erwähnt, bei der Daten aus einem 12-Kanal-Kopfhaut-EEG von menschlichen Experten annotiert wird, um damit die Daten einer gleichzeitigen In-Ear-Messung automatisch in Schlafphasen zu klassifizieren). Es geht vereinfacht gesagt um einen neuen Prognose-Ansatz beim automatischen Training von KI-Modellen, die EEG-Daten "verstehen".
Wenn die Ohrstöpsel die Sensoren sein sollen, dann würden sie neben den von Dir erwähnten grundsätzlichen physikalischen Problemen - wenn überhaupt - am ehesten nur die Signale aus den beiden Temporallappen erfassen. Es wäre allerdings der Einsatz in anderer Hardware von Apple denkbar: die Vision Pro als Hardware müsste die physikalischen Voraussetzungen für die Messung bieten; es gibt ja neben dem oben von mir erwähnten noch etliche weitere Systeme mit ähnlicher Hardware, z.B. das von Blindsight: https://www.blindsight.de/product-page/smarting-mobile-eeg-system
Die Bügel der Vision Pro würden in der jetzigen Bauform die Temporal- ,Parietal- und Okzipitallappen abdecken: Über Sensoren in der eigentlichen Brille vielleicht sogar die Frontallappen. Da ergäben sich spannende Anwendungen für die Vision Pro
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