Brain-Computer-Interface: Wie Graphen das Gehirn heilt

Das menschliche Gehirn ist das komplexeste bekannte Objekt im Universum – und gleichzeitig eines der am wenigsten verstandenen. Brain-Computer-Interfaces (BCI) versprechen, diese Lücke zu schließen: Implantierte Elektroden lesen Nervensignale aus, übersetzen sie in Steuerbefehle und können umgekehrt gezielte elektrische Impulse ins Gehirn senden. Das Madrider Startup Inbrain Neuroelectronics geht dabei einen ungewöhnlichen Weg: Statt Patienten mit Computern zu verbinden, will das Unternehmen das Nervensystem zur Selbstreparatur befähigen – mithilfe von Graphen, einem revolutionären Material, und künstlicher Intelligenz.

Was Brain-Computer-Interfaces können – und wo ihre Grenzen liegen

Herkömmliche BCI-Systeme, wie sie etwa von Neuralink (Elon Musk) oder Precision Neuroscience eingesetzt werden, nutzen Elektroden aus Platin und Iridium. Diese Materialien sind exzellent zum Auslesen von Hirnaktivität: Tausende winzige Kontakte erfassen das elektrische Rauschen der Neuronen und übersetzen es in Computerbefehle. Gelähmte Patienten können so Cursors bewegen, Roboterarme steuern oder Texte tippen – allein durch Gedankenkraft.

Doch Platin hat eine entscheidende Schwäche: Wird es zur Stimulation – also zum Zurückschreiben von Signalen ins Gehirn – genutzt, degradiert das Material auf mikrometrischer Ebene schnell und verliert seine Funktion. Die therapeutische Wirkung, die elektrische Stimulation erzeugen kann, bleibt damit vielen Systemen verschlossen.

• Nur zwischen 70 und 200 Menschen weltweit haben bislang ein Hirn-Implantat der neuesten Generation erhalten.
• BCI-Unternehmen haben allein im Jahr 2024 über eine Milliarde US-Dollar an Investitionen eingesammelt.
• Neurologische Erkrankungen betreffen weltweit jeden dritten Menschen.
• Das menschliche Gehirn besitzt rund 100 Milliarden Neuronen – vollständig entschlüsselt wurde bisher nur das Zebrafischhirn mit 100.000 Neuronen.

Graphen als Schlüsselmaterial für therapeutische BCI

Graphen ist ein zweidimensionales Material aus einer einzigen Kohlenstoffschicht – nur ein Atom dick, dabei aber 200-mal fester als Stahl. Entscheidend für den Einsatz im Gehirn: Das Ladungsinjektionslimit von Graphen ist 200-mal höher als das von Platin. Das bedeutet, Graphen-Elektroden können nicht nur lesen, sondern auch auf mikrometrischer Ebene dauerhaft und sicher stimulieren, ohne zu degradieren.

Genau das macht Inbrain’s Ansatz einzigartig: Die Graphen-basierten Elektroden ermöglichen es, neuronale Schaltkreise gezielt zu modulieren und so Symptome neurologischer Erkrankungen direkt im Körper zu behandeln – ohne dass Signale an einen externen Computer übertragen werden müssen. Das Unternehmen nennt diesen Ansatz „BCI Therapeutics”, in Abgrenzung zur klassischen assistiven BCI, die primär auf Kommunikation und Computersteuerung ausgerichtet ist.

Inbrain startete 2019, beschäftigt heute rund 130 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und hat bislang knapp 100 Millionen US-Dollar eingesammelt. Erste Tests am Menschen haben stattgefunden; Partnerschaften bestehen unter anderem mit Microsoft, dem Pharmaunternehmen Merck und der Mayo Clinic.

KI als persönlicher Neurologe im Gehirn

Ein zentrales Element des Inbrain-Systems ist die Integration von künstlicher Intelligenz. In Zusammenarbeit mit Microsoft werden KI-Agenten entwickelt, die kontinuierlich die Hirnsignale jedes Patienten analysieren, individuelle Muster erkennen und die Stimulation eigenständig anpassen. Ziel ist ein System, das rund um die Uhr aktiv ist – nicht nur beim Arzttermin einmal im Jahr.

Konkret soll das bedeuten: Ein Parkinson-Patient, dessen Hand mitten in der Nacht zu zittern beginnt, kann das System befragen und erhält sofortige Unterstützung. Lange Wartelisten in neurologischen Kliniken könnten so entlastet werden. Inbrain betont dabei ausdrücklich, dass ärztliche Aufsicht und klinische Prüfung weiterhin unverzichtbar sind.

Langfristig hat das Unternehmen auch den Vagusnerv im Blick: Dieser verläuft vom Gehirn durch den Hals und versorgt nahezu alle inneren Organe. Selektive Stimulation einzelner Nervenfasern könnte so Herzerkrankungen, Lungenprobleme oder Darmstörungen behandeln – ganz ohne Medikamente. Eine entsprechende Lizenzvereinbarung mit Merck für eine erste Indikation wurde bereits geschlossen.

Europa im globalen Wettlauf um Hirnimplantate

Der geopolitische Rahmen spielt eine wachsende Rolle: China hat BCI offiziell auf dieselbe strategische Prioritätsstufe wie Elektrofahrzeuge und Solarenergie gehoben und verfolgt das Ziel, bis 2030 über 200 kommerzielle BCI-Unternehmen zu etablieren. In den USA ermöglicht die FDA frühen Dialog mit Startups. Europa dagegen verfügt über kein einheitliches BCI-Regulierungssystem.

Inbrain plädiert für eine europäische Strategie, die Regulierung und Innovation zusammendenkt – als Schutz, nicht als Bremse. Das Unternehmen hat die Europäische Neuroethik-Charta unterzeichnet und arbeitet mit UNESCO sowie der Europäischen Neurologischen Gesellschaft an ethischen Leitlinien für neurotechnologische Produkte. Auch die Frage der Patientenversorgung bei einer möglichen Insolvenz – ein reales Risiko in einem Feld, in dem nur etwa 10 Prozent aller Startups überleben – hat Inbrain explizit auf die Unternehmensagenda gesetzt, inklusive eines reservierten Budgets und Abkommen mit etablierten Medizintechnikfirmen.

Der nächste Meilenstein ist die Markteinführung des ersten Produkts, die für 2025 geplant ist. Parallel arbeitet Inbrain gemeinsam mit Partnern wie Nanoflex (Zürich) und Robote (Paris) an Mikrorobotern, die Elektroden minimalinvasiv und ferngesteuert im Gehirn platzieren könnten – eine Technologie, die chirurgische Expertise demokratisieren und globale Versorgungslücken schließen soll. Das Rennen um die Zukunft des Gehirns hat begonnen.