Kostengünstiges kognitives Screening: Verbraucher-EEG, markierter Film und Altersnorm
Sechs Richtungen um kognitives Alters-Screening auf Verbraucher-EEG: Ereignismarkierung im Browser, ERP und Inter-Subjekt-Korrelation gegen Altersnormen, Remote-Hyperscanning von Dyaden, objektive Pharmako-EEG-Endpunkte, Beweisfähigkeit der Aufzeichnung gegenüber dem Löschanspruch sowie Vergleichbarkeit der Daten trotz Geräteaktualisierungen — mit offen ausgewiesenem Status jeder Richtung.
Koch Laboratory — kostengünstiges kognitives Screening: Verbraucher-EEG, markierter Film, Altersnorm
Diese Richtung fragt, wie viel klinisch nützliche Information über das Altern kognitiver Prozesse sich aus vier Kanälen eines Verbraucher-EEG (Trockenelektroden, Bluetooth-Übertragung) gewinnen lässt — wenn der Reiz kein ermüdender Test ist, sondern ein eigens präparierter Film mit Zeitmarkern für Ereignisse, und das Ergebnis auf eine Altersnorm und die eigene Historie der untersuchten Person bezogen wird. Das Fundament verbindet zwei etablierte Paradigmen: ereigniskorrelierte Potentiale (ERP — die Latenz der P300-Komponente verlängert sich mit dem Alter um ~1–2 ms/Jahr, deutlicher bei kognitiven Störungen) und die Inter-Subjekt-Korrelation (ISC — die Synchronisation der EEG-Antworten zwischen Zuschauern desselben Films misst Aufmerksamkeit und sinkt mit dem Alter). Marktreferenz: ein FDA-zugelassenes ERP-System mit Audio-Reiz und sieben Elektroden; die Nische dieses Programms ist ein um eine Größenordnung günstigeres, kurzes und angenehmes Screening (Film statt Oddball), skalierbar über den Browser.
Methodik. Wie im übrigen Labor: Problem → Hypothese → falsifizierbares Kriterium → Methode → Ergebnis mit Randbedingungen. Die Verantwortungsgrenze ist Teil der Konstruktion: Das Werkzeug liefert Information zur Unterstützung der ärztlichen Entscheidung und urteilt nie selbst; der Weg zum Medizinprodukt (MDR) ist bewusst eine eigene, spätere Etappe.
Publikationshinweis (IP). Für anmeldefähige Richtungen veröffentlichen wir Problem, Stand der Technik und Erfolgskriterium — nicht die Lösungskonstruktion. Wo „Konstruktion: zurückgehalten” steht, bleibt das technische Detail unveröffentlicht.
1. Richtung 1 — Ereignismarkierung des Reizes und EEG im Browser
Forschungsfrage. Kann eine vollständig im Browser laufende Plattform (Web Bluetooth, ohne Installation) Filmereignisse präzise genug markieren, um ERP zu mitteln — obwohl die Bluetooth-Übertragung eine variable Verzögerung von Dutzenden Millisekunden einbringt und die Anforderung bei ~10 ms liegt? Warum schwierig. ERP entsteht ausschließlich durch Mittelung über präzise markierte Wiederholungen — variable Verzögerung verschmiert die Komponenten. Bewährte Laborlösungen (gemeinsame Uhr und Zeitstempelkorrektur auf Desktop-Seite) übertragen sich nicht direkt in den Browser, der eigene Pufferschichten hinzufügt. Stand der Technik (veröffentlicht). Validierte Desktop-Pipelines mit Zeitstempelkorrektur (Gruppe Krigolson); Bibliotheken zum Streamen von Verbraucher-EEG im Browser; hardwareseitige Synchronisationskontrolle (Photodiode, Tonmarker) als Referenzmethode. Erfolgskriterium. Ein sichtbares gemitteltes ereigniskorreliertes Potential nach ≥30 Wiederholungen eines Ereignisses in der Browser-Aufzeichnung; Timing-Übereinstimmung mit einer parallelen Labor-Pipeline. Konstruktion (Zeitkorrekturmechanismus, Behandlung von Hardware- und Firmware-Versionen): zurückgehalten. Status: Prototyp in Arbeit — Verbindung zum Stirnband im Browser, Live-Ansicht der vier Kanäle, Elektrodenqualitätsanzeigen sowie Aufzeichnung mit Markern und Firmware-Version funktionieren; das ERP-Kriterium ist nicht erreicht.
2. Richtung 2 — Alters-Screening: ERP + ISC gegen Norm und eigene Historie
Forschungsfrage. Positionieren die auf vier Kanälen während eines markierten Films gemessenen ERP-Latenzen und die ISC-Stärke eine Person gegenüber einer altersbezogenen Normgruppe (Perzentil) und erkennen sie Veränderungen gegenüber der eigenen Basislinie? Warum schwierig. Vier Trockenelektroden sind ein Bruchteil einer klinischen Montage; ein Film ist ein reicherer, aber weniger kontrollierter Reiz als der klassische Oddball; und Längsschnittanalyse ist wertlos ohne strikte Versionierung der Reize und vollständige Sitzungsmetadaten — Antworten auf zwei verschiedene Filmversionen sind nicht direkt vergleichbar. Die größte Investition des Programms ist nicht Code, sondern Daten: Eine Normgruppe für ältere Jahrgänge auf dieser Hardware besitzt niemand. Stand der Technik (veröffentlicht). ERP-Bewertungssysteme mit Audio-Reiz (FDA-Zulassung); Validierung des Verbraucher-Stirnbands für ERP-Forschung und Massenmessung von N200/P300 gegen das Alter; altersabhängige Variabilität der Antworten auf naturalistische Videos; ISC als Aufmerksamkeitsmaß. Erfolgskriterium (zweiteilig). (a) Replikation bekannter Alterseffekte (Latenzverlängerung, ISC-Abfall) auf der eigenen Plattform; (b) Längsschnitt-Sensitivität: Erkennung einer Veränderung gegenüber der eigenen Basislinie bei fester Reizversion. Beide offen. Status: Entwurfsarbeiten; eigene Pilotaufzeichnungen existieren, jedoch ohne Ereignismarker — offen benannt die Hauptlücke (ohne Etiketten keine ERP-Analyse und kein überwachtes Lernen); das Protokoll zur Erhebung der Basisdaten ist definiert, das Datenschema von Beginn an auf mehrjährige Vergleichbarkeit ausgelegt.
3. Richtung 3 — Remote-Hyperscanning: Inter-Brain-Synchronie in Dyaden
Forschungsfrage. Erhöht die emotionale Nähe einer Dyade die Inter-Brain-Synchronie (ISC) beim gleichzeitigen Ansehen desselben markierten Films an zwei Orten? Warum schwierig. Remote-Hyperscanning vervielfacht Artefaktquellen (zwei Geräte, zwei Verbindungen, zwei Uhren), und kleine Effekte in Zwei-Personen-Daten lassen sich leicht durch Analyse „erzeugen” — ohne harte Kontrollen ist das Ergebnis unpublizierbar. Stand der Technik (veröffentlicht). Hyperscanning und interpersonelle neuronale Synchronisation (INS) sind etablierte Strömungen der sozialen Neurowissenschaft; die Remote-Variante ist seit der Pandemie Mainstream; ISC bei naturalistischen Reizen gut beschrieben. Erfolgskriterium. Präregistrierung der Hypothesen und Analysen; Effekt in echten Dyaden vorhanden und in Scheinpaaren verschwindend (Kombinationen von Personen, die nie verbunden waren) sowie in Surrogatdaten (zyklische Verschiebungen); Permutationstests mit Korrektur für multiples Testen. Status: Entwurfsarbeiten — die Architektur gemeinsamer Sitzungen ist entworfen, die Implementierung nicht begonnen.
4. Richtung 4 — objektive Pharmako-EEG-Endpunkte
Forschungsfrage. Eignet sich die Längsschnittmessung gegen die eigene Basislinie (Sitzung vor der Gabe → danach → Follow-up) auf einer günstigen, skalierbaren Plattform als objektiver Endpunkt in Studien zentralnervös wirksamer Substanzen — dort, wo heute überwiegend mit Fragebögen gemessen wird? Warum schwierig. Vier Kanäle erkennen starke Signaturen (Sedierung) leicht; subtile Effekte verlangen Gruppenstatistik über viele Teilnehmer — also genau die günstige Skalierung, die die Hypothese der Plattform ist, nicht ihre bewiesene Eigenschaft. Stand der Technik (veröffentlicht). Pharmako-EEG als etablierte Disziplin mit bekannten EEG-Signaturen von Wirkstoffklassen; eine wachsende Forschungslinie zu prosozialen Substanzen, deren Effekte bislang subjektiv gemessen werden. Erfolgskriterium. Zuerst die Reproduktion bekannter, starker Signaturen auf der eigenen Plattform; erst danach subtile Endpunkte. Verantwortungsgrenze (als Grundsatz veröffentlicht). Die Plattform ist ein Messinstrument: Sie dosiert nicht, empfiehlt nicht, rekrutiert nicht; Substanzstudien laufen unter ethischer Aufsicht und Verantwortung des Sponsors. Status: zukünftige Richtung, Entwurfsarbeiten.
5. Richtung 5 — Beweisfähigkeit der Aufzeichnung gegenüber dem Löschanspruch
Forschungsfrage. Kann eine Sitzungsaufzeichnung zugleich unveränderlich und zeitlich verankert genug sein, um als Nachweismaterial einer Studie zu dienen, und dennoch dem wirksamen Anspruch des Untersuchten auf Löschung seiner Gesundheitsdaten unterliegen? Warum schwierig. Beide Anforderungen widersprechen einander unmittelbar. Ein Prüfprotokoll hat Beweiswert nur, solange nichts daraus verschwindet; die Datenschutz-Grundverordnung räumt das Recht ein, die Einwilligung zu widerrufen und die Löschung von Daten besonderer Kategorie zu verlangen — und eine Hirnstromaufzeichnung ist eine solche. Teillösungen wie Pseudonymisierung oder Verankerung von Prüfsummen bedienen die eine Seite und schwächen die andere. Stand der Technik (veröffentlicht). Zeitstempel nach RFC 3161, nur anfügende Protokolle, Pseudonymisierung sowie die Anforderungen an die Verlässlichkeit klinischer Studiendaten (ALCOA+) sind je für sich etabliert; für ihre Verbindung in einem System, das gleichzeitig ein Löschbegehren erfüllt und für einen fremden Prüfer nachvollziehbar bleibt, existiert kein eingeführtes Muster. Erfolgskriterium. Ein Verfahren, bei dem der Widerruf den Zugang zu den Messdaten dauerhaft entzieht, während ein unabhängiger Prüfer weiterhin belegen kann, dass die Aufzeichnung zu einem bestimmten Zeitpunkt existierte und unverändert blieb — samt ausdrücklicher Angabe dessen, was nach der Löschung nicht mehr belegbar ist. Konstruktion (Art der Auflösung dieses Widerspruchs): zurückgehalten. Status: Entwurfsarbeiten; das Datenmodell ist umgesetzt — Einwilligungen als Ereignistabelle mit Fassung des Textes und Widerrufszeitpunkt, nur anfügendes Betriebsprotokoll, Ausschluss einer Sitzung aus der Norm als begründetes Kennzeichen statt Löschung. Verankerung und Auflösung des Konflikts mit dem Löschanspruch bleiben offen.
6. Richtung 6 — Vergleichbarkeit der Daten trotz Geräteaktualisierungen
Forschungsfrage. Lässt sich die Vergleichbarkeit einer über Jahre erhobenen Normkohorte erhalten, wenn der Zugang zum Rohsignal auf einem nachkonstruierten Protokoll beruht und der Hersteller die Gerätesoftware ohne Veröffentlichung einer Änderungsliste ändert? Warum schwierig. Das Erfolgskriterium lautet nicht „die Verbindung steht”, sondern „die Daten bleiben mit einer auf anderem Stand erhobenen Norm vergleichbar”. Die Aktualisierung ist einseitig und läuft über die Anwendung des Herstellers, ein Rückschritt ist nicht vorgesehen; eine Änderung der geräteinternen Vorverarbeitung bleibt dabei von außen unsichtbar — das Signal sieht weiterhin plausibel aus. Stand der Technik (veröffentlicht). Gemeinschaften rund um Verbraucher-EEG pflegen das nachkonstruierte Protokoll seit Jahren, und die Unterstützung mehrerer Gerätegenerationen ist gängige Ingenieurpraxis — in beiden Fällen ist der Maßstab jedoch das Zustandekommen der Verbindung, nicht die Vergleichbarkeit der Messung über Versionen hinweg. Erfolgskriterium. Ein Bezugstest, der für zwei Versionen entscheidet, ob Aufzeichnungen innerhalb derselben Normkohorte als austauschbar gelten dürfen; dazu eine vor Sitzungsbeginn sichtbare Kennzeichnung des Standes als geprüft, experimentell oder gesperrt. Konstruktion (Verträglichkeitsmatrix und Qualifizierungsverfahren): zurückgehalten. Status: Entwurfsarbeiten; der Nullpunkt der Matrix liegt vor (seit über einem Jahr nicht aktualisiertes Gerät), der Protokollklient liest Modell und Softwarestand aus dem Gerät aus, der Bezugstest ist noch nicht ausgearbeitet.
Programmstatus: aktiv; der Browser-Akquisitionsprototyp funktioniert, alle Messkriterien sind offen; nächste Etappe: Erfüllung des ERP-Kriteriums aus Richtung 1 und erste Aufzeichnungen mit Ereignismarkern.