Stel je een toekomst voor waarin mensen hun geest kunnen gebruiken om een apparaat te besturen, zoals een robotarm of een rolstoel. Klinkt dat als science fiction? De wereld van brein-computer interfaces komt sneller dan je denkt.
Een brein-computer-interface (BCI) is een computersysteem waarmee hersensignalen een extern apparaat kunnen besturen. Mensen kunnen het extern dragen, of artsen kunnen een implantaat in de hersenen plaatsen. Onderzoekers testen de technologie nog steeds.
Wat doet een Brain-Computer Interface?
Onderzoekers onderzoeken het gebruik van brein-computer interfaces voor een verscheidenheid aan medische problemen. Zo kan een BCI iemand laten communiceren die dat anders niet kan. Het werkt door gebruik te maken van hersensignalen en deze via een apparaat te vertalen zodat de boodschap op een scherm verschijnt. De gebruiker kan in dit scenario misschien niet opnieuw spreken, maar hij heeft dan wel een manier om te communiceren die hij anders niet zou hebben.
BCI's zouden mensen met ernstige handicaps kunnen helpen om met hun omgeving te communiceren en hun onafhankelijkheid te vergroten. BCI's hebben het gevoel hersteld in lichaamsdelen die niet konden bewegen. Ze zijn gebruikt om mensen te helpen een rolstoel te bedienen en de taal te verbeteren na een beroerte. Onderzoek heeft mensen in staat gesteld een BCI te gebruiken om een robotarm te besturen.
Maar ze kunnen ook worden gebruikt door mensen zonder ernstige handicaps. BCI's hebben pijn bij ruggenmergletsels en migraine verlicht. Wetenschappers testen hoe ze feedback in de hersenen kunnen gebruiken om hersengolfpatronen te hertrainen. Dit zou nieuwe behandelingen kunnen opleveren voor psychische stoornissen, slaapstoornissen en ADHD. Onderzoekers gaan ook na of BCI's kunnen worden gebruikt om de ziekte van Parkinson te behandelen. En wetenschappers testen een hoed-achtige BCI om drones te bedienen.
Hoe werkt een BCI?
Soms bevestigen onderzoekers elektroden van een BCI op iemands hoofdhuid. In andere gevallen plaatsen artsen een implantaat in iemands hersenen.
Op basis van de gewenste actie richten onderzoekers zich op verschillende hersengolven. Het apparaat leest en interpreteert dan de hersensignalen, en vertaalt die gegevens vervolgens in commando's.
De commando's produceren een actie, zoals het bewegen van een robotarm. Iemand die bijvoorbeeld een BCI gebruikt om boodschappen over te brengen in tekst op een scherm, heeft een BCI nodig die de hersengolven in tekst vertaalt.
Hoe kunnen we BCI's gebruiken?
BCI's gaan van de theoretische fase naar de werkelijke productie. Onderzoekers testen ze op mensen voor verschillende toepassingen.
Onlangs konden chirurgen een apparaatje implanteren om moeilijk bereikbare delen van de hersenen, de zogenaamde sulci, te activeren. Daardoor konden mensen hun vingertoppen voelen. Sommige onderzoekers zeggen dat dergelijke BCI's verlammingen kunnen omkeren.
In juli 2022 plaatste een arts het Stentrode-implantaat van Synchron in de hersenen van iemand met amyotrofe laterale sclerose (ALS). Het apparaat wordt via de nek ingebracht. Vervolgens onderging de patiënt een andere procedure om de Stentrode aan te sluiten op een computerapparaat in de borstkas. Het doel was de patiënt, die niet kan bewegen of spreken, te helpen communiceren door gedachten om te zetten in woorden die op een scherm worden weergegeven.
Wat is de volgende stap voor Brain-Computer Interfaces?
Mensen gebruiken al BCI's, maar ze zijn nog niet mainstream. De meeste toepassingen zijn voor eenmalig gebruik of in studieverband. Naarmate onderzoekers meer leren, zouden de apparaten door patiënten kunnen worden gebruikt voor dagelijks gebruik.
Er worden nieuwe apparaten ontwikkeld en sommige worden op anderen getest. Onderzoekers werken ook aan algoritmen om de nauwkeurigheid van de gebruikte gegevens te verbeteren.
Omdat wetenschappers het apparaat op mensen testen, is de FDA tussenbeide gekomen om richtlijnen te geven. Sommige deskundigen zeggen dat de FDA de apparaten niet moet reguleren, maar ze moet kunnen evalueren. Zij merken op dat sommige mensen de apparaten zullen gebruiken voor medische doeleinden, terwijl anderen ze zullen gebruiken om zich te verbeteren of er plezier aan te beleven.
Wanneer zullen BCI's gemakkelijk verkrijgbaar zijn? Er zijn nog uitdagingen omdat de apparaten langdurig moeten worden getest om er zeker van te zijn dat ze veilig zijn. Ook zijn er ethische en juridische bezwaren. De ontwikkeling van minder invasieve, doeltreffende en betaalbare apparaten en systemen zijn andere overwegingen. Over het geheel genomen gaat het onderzoek naar BCI's snel, en veel mensen zeggen dat ze sneller beschikbaar zullen zijn dan we misschien denken.
