Je leest:

Chip in je hoofd

Chip in je hoofd

Auteur: | 20 oktober 2004

Het Amerikaanse bedrijf Cyberkinetics heeft een implantaat ontwikkeld waarmee een verlamde proefpersoon een computer kan bedienen. Spectaculair, maar experts willen nog veel verder.

Een dwarslaesie in de nek – vreselijk. Van de ene op de andere dag kun je alleen nog maar de spieren in je hoofd gebruiken. Met je tong en ogen kun je alsnog boodschappen overbrengen, maar ideaal is dat niet. Het Amerikaanse bedrijf Cyberkinetics heeft een oplossing in ontwikkeling: hun BrainGate-implantaat koppelt hersencellen aan een computer. Mailen en internetten met een gedachte!

De BrainGate van Cyberkinetics. Honderd pinnetjes lezen de signalen van verschillende neuronen (hersencellen) uit en sturen die naar een computer. De BrainGate is ingebouwd in de hersenen en is maar een paar vierkante millimeter groot. bron: Cyberkinetics Neurotechnology Systems, Inc.

Om privacy-redenen wil Cyberkinetics de naam van haar proefpersoon niet onthullen, maar wat hij heeft bereikt des te meer. De 24-jarige dwarslaesie-patiënt kreeg in juni 2004 het BrainGate-implantaat ingebracht. Honderd pinnetjes maken direct contact met hersencellen en sturen de signalen naar een computer. Door training kan de proefpersoon zijn computer bedienen – maar ook zijn televisie. Onderzoekers van Cyberkinetics zeggen dat hij zelfs tegelijkertijd kan praten en een apparaat bedienen. Cyberkinetics wil de BrainGate nu in vier nieuwe proefpersonen implanteren.

Close-up van de BrainGate. bron: Cyberkinetics Neurotechnology Systems, Inc.Klik op de afbeelding voor een grotere versie

Denken aan beweging

Hoe werkt de BrainGate? In de hersens zitten allerlei gespecialiseerde gebieden. Eén daarvan is de motorcortex (rode gebied in de afbeelding): het gebied waar de opdracht voor een beweging naar de uitvoerende spieren gaat. Als de hersens door een dwarslaesie niet meer met de spieren kunnen communiceren, is de patiënt verlamd. De hersens geven nog steeds opdrachten, maar die komen niet bij de spieren aan.De BrainGate is een plaatje met daarop 100 kleine naaldjes. Die maken contact met hersencellen in het motorisch centrum en lezen de signalen ervan af. Als de patiënt nu een beweging wil maken, pikt de BrainGate dat op. Via een dun draadje gaat het signaal naar een soort stekker in de schedel, aangesloten op een computer met speciale software. De patiënt moet wel een tijdje trainen voor hij de computer als vijfde ledemaat kan gebruiken.

Artist’s concept: BrainGate in de hersens van de proefpersoon. Een dun draadje leidt naar het stopcontact in de schedel, waar de computer op aan wordt gesloten. bron: Cyberkinetics Inc.

Cybernetics is niet de enige groep die hersens aan machines probeert te koppelen. Neural Signals bijvoorbeeld leest hersensignalen af met een speciale geleidende schroef, net buiten de hersens maar binnen de schedel. Anderen gebruiken helemaal geen implantaten, maar meten de elektrische signalen van de hersens met EEG-apparatuur (elektroencefalografie). Op die manier wist Miguel Nicolelis van Duke University in Noord-Carolina apen te trainen om alleen met hersensignalen een cursor en een robotarm te besturen. De apen behandelden de ‘derde arm’ alsof die een echt deel van hun lichaam was.

Volgens Jon Mukand, een lid van het Cyberkinetics-team, is directe koppeling aan de neuronen de beste manier om hersens uit te lezen. Andere manieren vangen het gezamenlijke signaal van een verzameling neuronen op, en meten dus alleen een gemiddelde activiteit. “BrainGate heeft honderd pinnetjes, dus zou je er honderd losse neuronen mee af kunnen lezen”, zei hij in een interview met Nature. Meer is beter, want hoe meer verschillende signalen de patiënt kan sturen, hoe ingewikkelder de opdrachten die hij de computer kan geven.

Hersens uitlezen is één ding, maar het kan ook andersom. Het Dobelle-instituut heeft bijvoorbeeld een implantaat ontwikkeld waarmee blinden weer kunnen zien. Een computer bewerkt camerabeelden en stuurt die via geïmplanteerde elektronen direct naar de visuele cortex, het hersengebied waar informatie van de ogen wordt verwerkt. Proefpersonen zien overigens geen echte beelden, maar krijgen een ruwe gewaarwording van hun omgeving door zwart-witte stippen. Toch is dat genoeg om langzaam met een auto te rijden op een parkeerplaats.

Allemaal aan de BrainGate?

Stephen Roberts van de Universiteit van Oxford zegt dat we nog maar een eerste ruwe versie hebben van een heel nieuwe technologie. “We hebben nog een echte doorbraak nodig. Een apparaat dat je zo kunt implanteren en dat je zonder lange training meteen kunt gebruiken. Er is nog veel werk te doen voor de hele bevolking zo’n implantaat heeft.” CyberKinetics timmert ondertussen vrolijk aan de weg. Hun dwarslaesie-patiënt kan via de BrainGate dan nog geen auto besturen, met zijn computer- en televisiecontrole heeft hij de eerste stap al gezet.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 20 oktober 2004

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.