Een pc besturen met je gedachten - De potentie van de brein-computer

Door: Jeroen Horlings | 05 november 2014 09:30

Nieuws

Inhoudsopgave

  1. Inleiding
  2. pagina 2
  3. pagina 3

ACHTERGROND - Technologie heeft de manier waarop we leven veranderd. De grootste doorbraak moet nog komen: de brein-computer interface, waarbij de hersenen en zenuwen worden gekoppeld aan een computer. In potentie zouden blinden weer kunnen zien en verlamde patiënten weer kunnen bewegen.

Wat is er nu al mogelijk, wat wordt er in de voor de nabije toekomst verwacht en welke gevaren liggen er op de loer?

Geen menselijk orgaan is zo fascinerend als het brein. De afgelopen eeuwen hebben wetenschappers het menselijk lichaam ontleedt en geanalyseerd, waardoor we vandaag de dag grotendeels weten hoe alles werkt. Maar het menselijke brein, met zijn 100 miljard zenuwcellen, is nog steeds grotendeels een mysterie. De hersenen vormen ons centrale zenuwstelsel. Ons brein en bevat waarnemende, aansturende en controlerende functies. Bovendien zijn de hersenen in staat om informatie te verwerken en op te slaan. Over de opslagcapaciteit van het menselijk brein lopen de meningen uiteen, maar een algemene aanname is dat deze rond de 2,5 petabyte (2500 TB) aan binaire data kan bevatten. Maar nog veel interessanter is de wijze van communicatie tussen de hersenen en het lichaam.

De eerste basale inzichten daarover ontstonden in 1929 toen de Duitse arts Hans Berger elektro-encefalografie toepaste, beter bekend als EEG. Daarbij worden elektroden op het hoofd geplaatst, waarna elektrische signalen van de hersenen - hersengolven - kunnen worden uitgelezen. In die tijd waren er nog geen computers, waardoor het erg lastig was om de resultaten te kunnen interpreteren. Pas in de tweede helft van de vorige eeuw zijn er vorderingen gemaakt en met name in de laatste twee decennia zijn er zeer grote sprongen gemaakt. Dankzij EEG's, CT-scans en MRI's in combinatie met de enorme vooruitgang van de rekenkracht van computers, weten we veel beter hoe het menselijk brein werkt. De volgende stap is om de hersenen te verbinden met computers, zodat gedachten kunnen worden gedigitaliseerd en geclassificeerd en vervolgens omgezet in acties. Dat kan met een zogenaamde brein-computer interface (BCI).

Brein-computer interface

Het digitaliseren van gedachten klinkt als sciencefiction, maar het is vandaag de dag al realiteit. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk om met behulp van gedachten een muisaanwijzer van een computer te laten bewegen of zelfs een robotarm te besturen! Zowel op het gebied van de gezondheidszorg als gaming en oorlogsvoering biedt dit nieuwe mogelijkheden. Wat hiervoor nodig is, is een interface die de signalen van de hersenen meet, versterkt en digitaliseert, en het mogelijk maakt hier een computer of machine aan te koppelen.

Zo'n brein-machine-verbinding wordt internationaal een Brain-Computer Interface genoemd. In veel gevallen is het niet noodzakelijk om elektroden in het lichaam in te brengen, maar volstaat een soort net, bril of helm met sensoren dat op het hoofd geplaatst wordt. Als een meer nauwkeurige meting noodzakelijk is, is een implantaat - oftewel een 'invasieve' BCI - een optie, al kan dat leiden tot negatieve bijeffecten zoals infecties en instabiliteit van de sensoren op lange termijn. Dit wordt het meest toegepast bij serieuze medische aandoeningen zoals een verlamming in het zenuwstelsel, maar veelal nog in een experimenteel stadium.

Project Cyborg

Een bekend experiment met implantaten is dat van de bekende Britse robot-ingenieur Kevin Warwick (1954), die bekendstaat om zijn experimenten waarbij computersystemen rechtstreeks worden aangesloten op het menselijke zenuwstelsel. De eerste stap van zijn project 'Cyborg', richting een soort mens-machine, werd in 1998 gezet door een onderhuidse chip te implanteren. Het ging om een relatief simpele RIFD-chip die in Warwicks arm geïmplanteerd werd. Daarmee kon hij deuren, lichten, de verwarming en enkele andere geautomatiseerde systemen bedienen op basis van zijn aanwezigheid. Warwick wilde het experiment vooral aangaan omdat futurologen de verwachting uitspraken dat een onderhuidse chip in de toekomst als een soort identiteitsbewijs kon gaan dienen, maar tot dan toe werd er nauwelijks met mensen geëxperimenteerd. Dit terwijl in dezelfde tijd dergelijke implantaten wel voor huisdieren werden geïntroduceerd. Later liet Warwick ook (tijdelijk) een sensor implanteren waarmee hij geblinddoekt kon detecteren of een object dichterbij kwam of van hem af bewoog. Het kostte hem wel zes weken oefenen om de signalen die hij voelde correct te interpreteren.

Kevin Warwick liet in 1998 en onderhuidse chip implanteren en experimenteert veel met BCI. (foto: Kevin Warwick)

Ook experimenteerde hij met het op afstand besturen van objecten, waarbij hij vanaf de Columbia Universiteit in New York het zenuwstelsel van zijn linkerhand koppelde aan een robothand die zich in de Reading Universiteit in Engeland bevond. Wanneer hij z'n hand bewoog werden de hersengolven via het internet naar de robotarm verstuurd. En wanneer de robothand een object vasthad kon Warwick de druk van hiervan voelen. Dit bewees volgens hem dat het brein en het lichaam zich niet per definitie op dezelfde locatie hoefden te zijn. Ten slotte liet Warwick het zenuwstelsel van zijn vrouw tijdelijk verbinden met zijn eigen, waarbij hij het kon voelen als zij haar arm bewoog. In een vergelijkbaar experiment in 2013 van de Universiteit van Washington liet een onderzoeker de vinger van een collega bewegen op een keyboard, terwijl deze zich op enige afstand bevond. Ze speelden op die manier een spelletje waarbij je op het juiste moment tot actie moest overgaan.

Tijdens een experiment van de Universiteit van Washington werd een vinger van een collega via een BCI bestuurd door iemand die zich op een andere locatie bevond.

0 Reactie(s) op: Een pc besturen met je gedachten - De potentie van de brein-computer

  • Om te reageren moet je ingelogd zijn. Nog geen account? Registreer je dan en praat mee!
  • Er zijn nog geen reacties op dit artikel.

Wanneer je een reactie plaatst ga je akoord
met onze voorwaarden voor reacties.