Ook met een chip in de hersenen zijn de gedachten vrij

Neuralink maakte deze week een baanbrekende prestatie bekend. Het bedrijf van Elon Musk heeft als missie mensen met complexe neurologische aandoeningen te helpen door hun brein met een computer te verbinden. Het is er voor het eerst in geslaagd een chip in de hersenen van een mens te implanteren, om op termijn louter met gedachten de cursor op een computer te kunnen bedienen.

Die chip, met de toepasselijke naam Telepathy, richt zich vooral op mensen die niet langer in staat zijn dat met hun handen en spraak te doen. Volgens Musk had het de verlamde wetenschapper Stephen Hawking in staat gesteld razendsnel te communiceren met een virtueel toetsenbord.

Neuralink is niet het eerste bedrijf dat met hersenimplantaten werkt en het is ver van het eerste dat hersenactiviteit in computersignalen omzet. Brain-computer interfaces (BCI’s) ontstonden al in de jaren 70.

De populairste niet-invasieve technologie is elektro-encefalografie (EEG), dat met elektroden op de huid de elektrische activiteit in de hersenen meet. Onze hersengolven worden onderverdeeld op basis van hun frequenties. De alfagolven (8 tot 13 Hz) worden waargenomen in ontspannen toestand, bijvoorbeeld als iemand zijn ogen sluit, terwijl de bètagolven (13 tot 30 Hz) worden geassocieerd met alertheid en actieve mentale inspanning.

De techniek wordt gebruikt om aandoeningen zoals epilepsie, slaapstoornissen en hersenletsels vast te stellen, maar werd ook al voor entertainment ingezet. Het Star Wars Force Trainer-spel uit 2009 meet je concentratie via een hoofdtelefoon met sensoren. De signalen gaan draadloos naar het basisstation, waarop een buis staat met een bal die met een blazer in de lucht wordt gehouden. Veranderingen in je concentratie passen de snelheid van de blazer aan, waardoor de bal gaat stijgen en dalen. Meer dan een leuk hebbeding is dat natuurlijk niet. Het slaat ook helemaal tilt als je als het ware je gedachten niet kan uitzetten.

Om mensen hun levenskwaliteit echt te verbeteren hebben we fijnmaziger signalen nodig, zoals die van implantaten. Aan die invasieve techniek zijn ook risico’s verbonden, zoals hersenschade en infecties.

Locked-insyndroom

Afgelopen zomer implanteerden onderzoeksteams van UC San Francisco en Berkeley een chip bij een vrouw die door een beroerte aan de hersenstam al bijna 20 jaar niet meer kan bewegen en praten. Ze lijdt aan het locked-insyndroom, waarbij al haar zintuigen nog werken, maar haar spieren niet meer. De onderzoekers ontdekten dat haar brein nog altijd in staat was de bewegingen voor spraak te sturen, al voert haar lichaam ze niet meer uit.

Op haar hersenen werd een flinterdun plaatje met 253 elektroden geplaatst boven het gebied dat spraak stuurt. De elektroden onderscheppen de hersensignalen die zonder beroerte naar de spieren in haar lippen, tong, kaak en strottenhoofd zouden zijn gegaan. De signalen worden via een kabel, aangesloten op haar hoofd, doorgestuurd naar een reeks krachtige computers om de informatie te interpreteren.

Daarvoor probeerde de patiënte wekenlang telkens opnieuw dezelfde welgekozen 1.024 woorden te zeggen. Via kunstmatige intelligentie leerde men uit die massa aan data haar hersenactiviteitspatronen bij alle basisklanken van het Engels herkennen. De onderzoekers ontdekten dat het systeem maar 39 basispatronen nodig heeft om elk woord dat de vrouw wil zeggen te kunnen ontcijferen.

De computer heeft aan de hand van een video van haar huwelijksspeech ook geleerd de stem van de vrouw na te bootsen. Met een beetje vertraging spreekt een avatar, haar digitaal evenbeeld, nu alles uit wat de vrouw probeert te zeggen, a rato van 78 woorden per minuut. Voor de vrouw en haar familie is dat niet minder dan een mirakel.

Om het systeem te laten werken moet de persoon fysiek verbonden zijn met de machine en nog kunnen proberen te spreken. Alleen maar aan iets denken volstaat niet, want die hersenactiviteit is nog veel te complex om te ontcijferen. Net daarop probeert Musk in te zetten met zijn minuscule chip met 1.024 elektroden, die de hersensignalen in hoge resolutie moet registreren.

De aankondiging creëert daarom alweer angst, want ‘straks zijn we allemaal cyborgs die constant gemonitord worden’. Toch zal het ook met deze technologie niet zo'n vaart lopen. De chip moet ten eerste alle informatie voldoende snel kunnen doorsturen en laten ontcijferen. Daarom concentreren de onderzoekers zich nu eerst op het bewegen van een cursor, want dan moeten ze slechts links, rechts, omhoog en omlaag herkennen. Niet veel, maar als patiënt kan je daar toch al heel wat mee qua computerbesturing.

De Telepathy-software moet al zwaar getraind worden om een patroon te vinden in het signaal dat de chip registreert bij het denken aan een afgesproken richting. Hoe meer zaken je ondertussen denkt, hoe moeilijker dat wordt. Onze gedachten zullen dus nog lang vrij zijn. Laten we ze vooral gebruiken om de wereld een beetje mooier te maken.