Beteiligtes Bernstein Mitglied: Christian Klaes

Neurotechnologien wie Gehirn-Computer-Schnittstellen und neuromodulatorische Implantate haben sich rasant entwickelt. Was lange als Science-Fiction galt, findet heute Anwendung in der medizinischen Therapie – von der Wiederherstellung motorischer Funktionen bis hin zur Behandlung neurologischer Erkrankungen. Damit wächst jedoch auch eine bislang unterschätzte Herausforderung: die Cybersicherheit neurotechnologischer Systeme. Das Forschungsprojekt BrainGuard entwickelt neuartige Sicherheitskonzepte zum Schutz sensibler neuronaler Daten und vor Manipulationen. Es wird für drei Jahre im EFRE-Programm vom Land Nordrhein-Westfalen und der Europäischen Union gefördert. Beteiligt sind die Arbeitsgruppen der Ruhr-Universität Bochum um Projektleiter Prof. Dr. Christian Klaes und Prof. Dr. Christian Zenger sowie die Firmen PHYSEC und snap Discovery aus Bochum.

Neue Angriffsflächen durch digitale Medizin

Brain-Computer Interfaces, kurz BCI, und neuromodulatorische Systeme lesen neuronale Signale aus und greifen teilweise direkt durch elektrische Stimulation in Gehirnprozesse ein. Diese Eigenschaften machen sie therapeutisch äußerst wirkungsvoll, zugleich aber anfällig für neuartige Cyberangriffe. „Je enger solche Geräte mit dem Nervensystem interagieren, desto größer sind die potenziellen Risiken bei unzureichender Absicherung“, sagt Christian Klaes, Leiter der Arbeitsgruppe Neurotechnologie der Ruhr-Universität Bochum. „Unbefugter Zugriff könnte nicht nur hochsensible Informationen über Gedanken, Emotionen oder Intentionen offenlegen, sondern im schlimmsten Fall auch körperliche oder mentale Zustände beeinflussen.“ Besonders bei implantierten Systemen wie der Tiefenhirnstimulation sind die möglichen Folgen gravierend.

Neuro-Cybersecurity als neues Forschungsfeld

Im Mittelpunkt von BrainGuard steht daher der Aufbau eines systematischen Neuro-Cybersecurity-Ansatzes. Dieser verbindet technische, regulatorische und ethische Perspektiven und trägt der besonderen Sensibilität neuronaler Daten Rechnung. Das Projekt verfolgt dabei ein mehrstufiges Sicherheitskonzept: von der neuronalen Identifikation und Autorisierung über den datenschutzfreundlichen Umgang mit neuronalen Signalen bis hin zu umfassenden Schutzmaßnahmen gegen Cyberangriffe auf Hard- und Softwareebene.

„Ein besonderer Fokus liegt auf der Frage, wie neuronale Daten so verarbeitet werden können, dass ausschließlich die für eine medizinische Anwendung notwendigen Informationen genutzt werden – ohne unbeabsichtigt zusätzliche, hochpersönliche Inhalte preiszugeben“, erklärt Christian Zenger, Leiter der Arbeitsgruppe Secure Mobile Networking. Gleichzeitig werden neue Verschlüsselungs-, Authentifizierungs- und Monitoring-Verfahren entwickelt, die speziell auf implantierbare und vernetzte neurotechnologische Systeme zugeschnitten sind.

Regulatorische Verantwortung und gesellschaftliche Relevanz

Das Projekt reagiert auch auf bestehende regulatorische Unsicherheiten. Aktuelle gesetzliche Rahmenwerke sind häufig nicht spezifisch genug, um den Schutz neuronaler Integrität, mentaler Privatsphäre und individueller Autonomie angemessen zu berücksichtigen. BrainGuard leistet hier einen wichtigen Beitrag, indem es wissenschaftliche Grundlagen für zukünftige Standards und Richtlinien schafft und das Bewusstsein für Neuro-Cybersecurity stärkt.

Sicherheit als Voraussetzung für Innovation

Mit BrainGuard wird ein zentraler Baustein für die verantwortungsvolle Weiterentwicklung der Neurotechnologie gelegt. „Nur wenn Sicherheit, Datenschutz und ethische Aspekte von Anfang an mitgedacht werden, kann das enorme Potenzial dieser Technologien langfristig und zum Wohle der Gesellschaft genutzt werden“, so Klaes. Angesichts eines stark wachsenden globalen Marktes unterstreicht BrainGuard die Dringlichkeit, Neurotechnologien nicht nur leistungsfähig, sondern auch sicher und vertrauenswürdig zu gestalten.

Kooperationspartner

Das KlaesLab an der Ruhr-Universität Bochum erforscht und entwickelt innovative Neurotechnologien, um die Selbstbestimmtheit von Menschen mit schweren motorischen Einschränkungen zu verbessern. Ein zentraler Fokus liegt auf Brain-Computer-Interfaces, die eine direkte Kommunikation zwischen Gehirn und technischen Systemen ermöglichen. Durch die Kombination von Neurowissenschaften, KI, Neurochirurgie und Virtual Reality entstehen neuartige Neuroprothesen, assistive Systeme und Rehabilitationsansätze.

Die Arbeitsgruppe Secure Mobile Networking (SMN) der Ruhr-Universität Bochum entwickelt seit vielen Jahren neue Wege, um vernetzte und cyber-physische Systeme besser vor Angriffen zu schützen, insbesondere in kritischen Bereichen wie Energieversorgung, Industrie oder Verkehr. Im Mittelpunkt stehen Sicherheitslösungen für smarte Geräte und Industrienetze, aber auch für sichere Hardware.

Die PHYSEC GmbH mit Sitz in Bochum entwickelt und vertreibt innovative Sicherheitslösungen für das Internet der Dinge und kritische Infrastrukturen. Mit dem Fokus auf Cyber-physische Sicherheit kombiniert PHYSEC modernste Kryptografie mit physikalischen Fingerprinting-Technologien, um Geräte und Systeme gegen Manipulation und Angriffe abzusichern.

snap DISCOVERY ist ein Tech-Unternehmen aus Bochum, das ein KI-gestütztes Brain-Computer-Interface entwickelt. Die Technologie ermöglicht es, Spiele, Software und digitale Systeme allein durch Gedanken zu steuern – ohne Controller, Tastatur oder Touchscreen. Dabei werden Gehirnsignale in Echtzeit analysiert und in präzise, adaptive Steuerbefehle übersetzt.