De chirurg die u met internet wil verbinden met een hersenimplantaat

Eric Leuthardt gelooft dat we artsen in de nabije toekomst elektroden in onze hersenen zullen laten plaatsen, zodat we rechtstreeks met computers en met elkaar kunnen communiceren. Door

• Adam Piore archiefpagina

30 november 2017

Whitten Sabbatini

Het is de maandagochtend na het openingsweekend van de film Blade Runner 2049 , en Eric C. Leuthardt staat in het midden van een verlichte operatiekamer, gekleed in scrubs en een masker, gebogen over een bewusteloze patiënt.

Ik dacht dat hij een mens was, maar ik wist het niet zeker, zegt Leuthardt tegen de chirurg die naast hem staat, terwijl hij een lijn trekt op het gebied van de geschoren hoofdhuid van de patiënt waar hij van plan is zijn eerste incisies te maken voor een hersenoperatie. Dacht je dat hij een replica was?

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van januari 2018

• Zie de rest van het nummer
• Abonneren

Ik dacht absoluut dat hij een replica was, reageert de bewoner, terwijl hij de filmterm gebruikt voor de griezelig realistisch ogende bio-engineered androïden.

Wat ik zo interessant vind, is dat de toekomst altijd vliegende auto's is, zegt Leuthardt, terwijl hij de bewoner zijn Sharpie overhandigt en een scalpel oppakt. Ze legden de dystopische component vast: ze praten over biologie, de replicanten. Maar ze misten grote stukken van de toekomst. Waar waren de neurale protheses?

Het is een onderwerp waar Leuthardt, een 44-jarige wetenschapper en hersenchirurg, veel tijd aan heeft besteed. Naast zijn taken als neurochirurg aan de Washington University in St. Louis, heeft hij twee romans gepubliceerd en een bekroond toneelstuk geschreven om de samenleving voor te bereiden op de komende veranderingen. In zijn eerste roman, een techno-thriller genaamd Rode Duivel 4 , heeft 90 procent van de mensen ervoor gekozen om computerhardware rechtstreeks in hun hersenen te implanteren. Dit zorgt voor een naadloze verbinding tussen mensen en computers, en een breed scala aan zintuiglijke ervaringen zonder het huis te verlaten. Leuthardt gelooft dat dergelijke implantaten in de komende decennia zullen zijn als plastische chirurgie of tatoeages, die zonder enige aarzeling worden uitgevoerd.

Eric Leuthardt.

Ik heb mensen opengesneden voor een baan, merkt hij op. Het is dus niet moeilijk voor te stellen.

Maar Leuthardt heeft veel meer gedaan dan zich deze toekomst alleen maar voor te stellen. Hij is gespecialiseerd in het opereren van patiënten met hardnekkige epilepsie, die allemaal enkele dagen voor hun hoofdoperatie moeten doorbrengen met elektroden die op hun cortex zijn geïmplanteerd, terwijl computers informatie verzamelen over de neurale vuurpatronen die aan hun aanvallen voorafgaan. Tijdens deze periode zijn ze opgesloten in een ziekenhuisbed en vervelen ze zich vaak enorm. Ongeveer 15 jaar geleden had Leuthardt een openbaring: waarom zou je ze niet rekruteren om als proefpersonen te dienen? Het zou zowel hun verveling verlichten als zijn dromen dichter bij de realiteit brengen.

'Er gaat een echte vloeiende neurale integratie plaatsvinden. Het is gewoon een kwestie van tijd.'

Leuthardt begon taken voor hen te ontwerpen. Daarna analyseerde hij hun hersensignalen om te zien wat hij zou kunnen leren over hoe de hersenen onze gedachten en intenties coderen, en hoe dergelijke signalen kunnen worden gebruikt om externe apparaten te bedienen. Waren de gegevens waartoe hij toegang had voldoende robuust om de beoogde beweging te beschrijven? Kon hij luisteren naar iemands interne verbale monologen? Is het mogelijk om cognitie zelf te decoderen?

Hoewel de antwoorden op sommige van deze vragen verre van overtuigend waren, waren ze bemoedigend. Bemoedigend genoeg om Leuthardt de zekerheid bij te brengen van een ware gelovige - iemand die misschien klinkt als een gek, ware hij niet een hersenchirurg die handelt in het leven-en-doodrijk van de operatiekamer, waar geen plaats is voor overmoed of waanidee. Leuthardt weet als geen ander dat hersenchirurgie gevaarlijk, eng en moeilijk is voor de patiënt. Maar zijn begrip van de hersenen heeft hem ook een helder beeld gegeven van de inherente beperkingen ervan - en het potentieel van technologie om ze te helpen overwinnen. Zodra de rest van de wereld de belofte begrijpt, dringt hij erop aan - en zodra de technologieën vorderen - zal het menselijk ras doen wat het altijd heeft gedaan. Het zal evolueren. Deze keer met behulp van chips die in ons hoofd zijn geïmplanteerd.

Een van de patiënten van Leuthardt wordt gepositioneerd voor minimaal invasieve laserchirurgie om een ​​hersentumor te behandelen. Dergelijke zeer nauwkeurige chirurgische technieken hebben het implanteren van elektroden veiliger en minder intimiderend gemaakt voor patiënten.

Er gaat een echte vloeiende neurale integratie plaatsvinden, zegt Leuthardt. Het is alleen een kwestie van wanneer. Als het 10 of 100 jaar is in het grote geheel van dingen, is het een materiële ontwikkeling in de loop van de menselijke geschiedenis.

Leuthardt is zeker niet de enige met exotische ambities voor wat bekend staat als brain-computer interfaces. Afgelopen maart lanceerde Elon Musk, een van de oprichters van Tesla en SpaceX, Neuralink, een onderneming die tot doel heeft apparaten te maken die mind-machine melds vergemakkelijken. Mark Zuckerberg van Facebook heeft soortgelijke dromen geuit, en afgelopen voorjaar onthulde zijn bedrijf dat het 60 ingenieurs heeft die werken aan het bouwen van interfaces waarmee je alleen met je geest kunt typen. Bryan Johnson, de oprichter van het online betalingssysteem Braintree, gebruikt zijn fortuin om Kernel te financieren, een bedrijf dat neuroprotheses wil ontwikkelen waarvan hij hoopt dat het uiteindelijk de intelligentie, het geheugen en meer zal verbeteren.

'Het is niet ondenkbaar dat over twintig jaar alles in je mobiele telefoon in een rijstkorrel kan worden omgezet.'

Deze plannen bevinden zich echter allemaal in de beginfase en zijn in geheimzinnigheid gehuld, waardoor het moeilijk is om te beoordelen hoeveel vooruitgang is geboekt - en of de doelen ook maar in de verste verte realistisch zijn. De uitdagingen van hersen-computerinterfaces zijn legio. Het soort apparaten waar mensen als Musk en Zuckerberg over praten, hebben niet alleen betere hardware nodig om een ​​naadloze mechanische verbinding en communicatie tussen siliciumcomputers en de rommelige grijze massa van het menselijk brein mogelijk te maken. Ze zullen ook voldoende rekenkracht moeten hebben om de massa aan gegevens te begrijpen die op een bepaald moment wordt geproduceerd, aangezien veel van de bijna 100 miljard neuronen van de hersenen vuren. Nog iets: we kennen de code die de hersenen gebruiken nog steeds niet. Met andere woorden, we zullen moeten leren hoe we de gedachten van mensen kunnen lezen.

Maar Leuthardt, bijvoorbeeld, verwacht dat hij het zal meemaken. In het tempo waarin de technologie verandert, is het niet ondenkbaar dat in een tijdsbestek van 20 jaar alles in een mobiele telefoon in een rijstkorrel kan worden gestopt, zegt hij. Dat zou op een minimaal invasieve manier in je hoofd kunnen worden gestopt en zou in staat zijn om de berekeningen uit te voeren die nodig zijn om een ​​echt effectieve hersen-computerinterface te zijn.

Het decoderen van de hersenen

Wetenschappers weten al lang dat het afvuren van onze neuronen ons in staat stelt te bewegen, voelen en denken. Maar het doorbreken van de code waarmee neuronen met elkaar en de rest van het lichaam praten - het vermogen ontwikkelen om echt te luisteren en te begrijpen hoe hersencellen ons precies laten functioneren - is al lang een van de meest ontmoedigende taken.

In het begin van de jaren tachtig maakte een ingenieur genaamd Apostolos Georgopoulos, bij Johns Hopkins, de weg vrij voor de huidige revolutie in hersen-computerinterfaces. Georgopoulos identificeerde neuronen in de hogere verwerkingsgebieden van de motorische cortex die werden geactiveerd voorafgaand aan specifieke soorten bewegingen, zoals een beweging van de pols naar rechts of een neerwaartse stoot met de arm. Wat de ontdekking van Georgopoulos zo belangrijk maakte, was dat je deze signalen kon opnemen en ze kon gebruiken om de richting en intensiteit van de bewegingen te voorspellen. Sommige van deze neuronale schietpatronen leidden het gedrag van tientallen neuronen op een lager niveau die samenwerkten om de individuele spieren en uiteindelijk een ledemaat te bewegen.

Met behulp van arrays van tientallen elektroden om deze signalen op hoog niveau te volgen, toonde Georgopoulos aan dat hij niet alleen kon voorspellen op welke manier een aap een joystick in de driedimensionale ruimte zou bewegen, maar zelfs de snelheid van de beweging en hoe deze in de loop van de tijd zou veranderen .

Binnen een paar jaar na het testen hadden de patiënten van Leuthardt aangetoond dat ze Space Invaders konden spelen door simpelweg na te denken.

Het was, zo leek het duidelijk, precies het soort gegevens dat je zou kunnen gebruiken om een ​​verlamde patiënt mind control te geven over een prothese. Dat is de taak die een van Georgopoulos' protégés, Andrew Schwartz, in de jaren negentig op zich nam. Tegen het einde van de jaren negentig had Schwartz, die momenteel neurobioloog is aan de Universiteit van Pittsburgh, elektroden in de hersenen van apen geïmplanteerd en begon aan te tonen dat het inderdaad mogelijk was om ze te trainen om robotledematen te besturen door gewoon na te denken.

Leuthardt, die in 1999 in St. Louis een opleiding neurochirurgie volgde aan de Washington University, werd geïnspireerd door dergelijk werk: toen hij moest beslissen hoe hij een verplichte onderzoekspauze van een jaar zou doorbrengen, wist hij precies waar hij zich op wilde concentreren. Het aanvankelijke succes van Schwartz had Leuthardt ervan overtuigd dat sciencefiction op het punt stond werkelijkheid te worden. Wetenschappers zetten eindelijk de eerste voorzichtige stappen in de richting van de versmelting van mens en machine. Leuthardt wilde deel uitmaken van de komende revolutie.

Hij dacht dat hij zijn jaar zou kunnen besteden aan het bestuderen van het probleem van littekens bij muizen: na verloop van tijd veroorzaakten de enkele elektroden die Schwartz en anderen implanteerden als onderdeel van dit werk ontstekingsreacties, of belandden ze in hersencellen en raakten ze geïmmobiliseerd. Maar toen Leuthardt en zijn adviseur gingen zitten om een ​​plan uit te stippelen, kwamen de twee met een beter idee. Waarom niet kijken of ze misschien een andere hersenopnametechniek kunnen gebruiken?

We hadden zoiets van: 'Hé, we hebben altijd mensen met elektroden erin!', zegt Leuthardt. Waarom doen we niet gewoon wat experimenten met ze?

Een chirurg bereidt zich voor om een ​​gat in de schedel van een patiënt te boren om een ​​lasersonde te plaatsen.

Een stereotactisch frame dat op de schedel van een patiënt is bevestigd, leidt een lasersonde die een locatie in de hersenen aanwijst. Whitten Sabbatini

Georgopoulos en Schwartz hadden hun gegevens verzameld met behulp van een techniek die afhankelijk is van micro-elektroden naast de celmembranen van individuele neuronen om spanningsveranderingen te detecteren. De elektroden die Leuthardt gebruikte, die vóór de operatie bij epilepsiepatiënten worden geïmplanteerd, waren veel groter en werden op het oppervlak van de cortex, onder de hoofdhuid, op stroken plastic geplaatst, waar ze de signalen registreerden die afkomstig waren van honderdduizenden neuronen aan de dezelfde tijd. Om ze te installeren, voerde Leuthardt een eerste operatie uit waarbij hij de bovenkant van de schedel verwijderde, de dura (het buitenste membraan van de hersenen) doorsneed en de elektroden direct op de hersenen plaatste. Vervolgens verbond hij ze met draden die in een bundel uit het hoofd van de patiënt kronkelden en aangesloten op machines die de hersensignalen konden analyseren.

Dergelijke elektroden werden al tientallen jaren met succes gebruikt om de exacte oorsprong in de hersenen van de hardnekkige aanvallen van een epilepsiepatiënt te identificeren. Na de eerste operatie stopt de patiënt met het innemen van anti-epileptische medicatie, wat uiteindelijk zal leiden tot een epileptische episode - en de gegevens over de fysieke bron helpen artsen zoals Leuthardt te beslissen welk deel van de hersenen moet worden verwijderd om toekomstige episodes te voorkomen.

Maar velen waren sceptisch dat de elektroden genoeg informatie zouden opleveren om een ​​prothese te besturen. Om erachter te komen, rekruteerde Leuthardt Gerwin Schalk, een computerwetenschapper bij het Wadsworth Center, een laboratorium voor volksgezondheid van het New York State Department of Health. De vooruitgang was snel. Binnen een paar jaar testen hadden de patiënten van Leuthardt aangetoond dat ze Space Invaders konden spelen - door een virtueel ruimteschip naar links en rechts te bewegen - gewoon door na te denken. Daarna verplaatsten ze een cursor in de driedimensionale ruimte op een scherm.

In 2006, na een toespraak over dit werk op een conferentie, werd Schalk benaderd door Elmar Schmeisser, een programmamanager bij het onderzoeksbureau van het Amerikaanse leger. Schmeisser had iets veel ingewikkelders in gedachten. Hij wilde weten of het mogelijk was om ingebeelde spraak te decoderen - woorden die niet werden uitgesproken, maar gewoon in stilte in de geest werden uitgesproken. Schmeisser, ook een sciencefictionfan, droomde er al lang van om een ​​denkhelm te maken die de ingebeelde spraak van een soldaat kon detecteren en deze draadloos naar de oortelefoon van een medesoldaat kon verzenden.

Laser sonde.

Leuthardt rekruteerde 12 bedlegerige epilepsiepatiënten, opgesloten in hun kamers en verveeld terwijl ze wachtten op aanvallen, en presenteerde elk 36 woorden met een relatief eenvoudige medeklinker-klinker-medeklinkerstructuur, zoals bet, bat, beat en boot. Hij vroeg de patiënten om de woorden hardop uit te spreken en zich vervolgens in te beelden dat ze ze zouden zeggen – de instructies visueel (geschreven op een computerscherm), zonder audio, en opnieuw vocaal, zonder video, om er zeker van te zijn dat hij binnenkomende sensorische signalen in de hersenen. Daarna stuurde hij de gegevens naar Schalk voor analyse.

De software van Schalk is gebaseerd op patroonherkenningsalgoritmen - zijn programma's kunnen worden getraind om de activeringspatronen van groepen neuronen te herkennen die verband houden met een bepaalde taak of gedachte. Met een minimum van 50 tot 200 elektroden, die elk 1.000 metingen per seconde produceren, moeten de programma's een duizelingwekkend aantal variabelen doorlopen. Hoe meer elektroden en hoe kleiner de populatie van neuronen per elektrode, hoe groter de kans om betekenisvolle patronen te detecteren - als er voldoende rekenkracht kan worden gebruikt om irrelevante ruis op te lossen.

Hoe meer resolutie, hoe beter, maar het gaat minimaal om 50.000 getallen per seconde, zegt Schalk. Je moet dat ene ding eruit halen waar je echt in geïnteresseerd bent. Dat is niet zo eenvoudig.

Bovenaan de lijst van dingen om te doen staat de mensheid voorbereiden op wat komen gaat.

De resultaten van Schalk waren echter verrassend robuust. Zoals je zou verwachten, gaven de gegevens, wanneer Leuthardts proefpersonen een woord uitspraken, activiteit aan in de gebieden van de motorische cortex die verband houden met de spieren die spraak produceren. De auditieve cortex, en een gebied in de buurt dat lang werd verondersteld te worden geassocieerd met spraakverwerking, waren ook actief op exact dezelfde momenten. Opmerkelijk was dat er vergelijkbare maar enigszins verschillende activeringspatronen waren, zelfs wanneer de proefpersonen zich de woorden alleen in stilte voorstelden.

Schalk, Leuthardt en anderen die bij het project betrokken zijn, denken dat ze het stemmetje hebben gevonden dat we in onze geest horen als we ons voorstellen dat we spreken. Het systeem is nooit perfect geweest: na jaren van inspanning en verfijningen aan zijn algoritmen, schat Schalks programma 45 procent van de tijd correct. Maar in plaats van te proberen die aantallen te verhogen (ze verwachten dat de prestaties zullen verbeteren met betere sensoren), hebben Schalk en Leuthardt zich gericht op het decoderen van steeds complexere componenten van spraak.

In de afgelopen jaren is Schalk doorgegaan met het uitbreiden van de bevindingen over echte en ingebeelde spraak (hij kan zien of een onderwerp zich inbeeldt dat hij de I Have a Dream-toespraak van Martin Luther King Jr. of Lincoln's Gettysburg Address spreekt). Leuthardt heeft ondertussen geprobeerd door te gaan naar het volgende rijk: het identificeren van de manier waarop het brein intellectuele concepten codeert in verschillende regio's.

De gegevens over die inspanning zijn nog niet gepubliceerd, maar de eerlijke waarheid is dat we nog steeds proberen het te begrijpen, zegt Leuthardt. Zijn laboratorium, erkent hij, nadert mogelijk de grenzen van wat mogelijk is met de huidige technologieën.

De toekomst implanteren

Op het moment dat we vroeg bewijs kregen dat we intenties konden ontcijferen, zei Leuthardt, wist ik dat het aan de gang was.

Kort na het behalen van die resultaten nam Leuthardt zeven dagen vrij om te schrijven, de toekomst te visualiseren en na te denken over zowel korte- als langetermijndoelen. Bovenaan de lijst van dingen om te doen, besloot hij, stond de voorbereiding van de mensheid op wat komen gaat, een taak die nog volop aan de gang is.

Leuthardt boort een gat in de schedel.

Op dit computerscherm in de controlekamer wordt de laser realtime gevolgd.

Met voldoende geld, zegt Leuthardt, kon hij, terwijl hij achterover leunde in een stoel in zijn kantoor na een operatie, al een prothetisch implantaat maken voor een algemene markt waarmee iemand een computer zou kunnen gebruiken en een cursor in een driedimensionale ruimte zou kunnen besturen. Gebruikers kunnen ook dingen doen zoals lichten aan en uit doen, of de verwarming hoger en lager zetten, alleen met behulp van hun gedachten. Ze kunnen zelfs kunstmatig opgewekte tactiele sensaties ervaren en toegang krijgen tot een aantal rudimentaire middelen om ingebeelde spraak in tekst om te zetten. Met de huidige technologie zou ik een implantaat kunnen maken, maar hoeveel mensen willen dat nu? hij zegt. Ik denk dat het erg belangrijk is om praktische stappen met korte tussenpozen te nemen om mensen op weg te helpen naar deze weg van de langetermijnvisie.

Daartoe richtte Leuthardt NeuroLutions op, een bedrijf dat wil aantonen dat er zelfs vandaag de dag een markt is voor rudimentaire apparaten die geest en machine met elkaar verbinden - en om de technologie te gaan gebruiken om mensen te helpen. NeuroLutions heeft tot nu toe enkele miljoenen opgehaald en een niet-invasieve herseninterface voor slachtoffers van een beroerte die aan één kant functie hebben verloren, wordt momenteel bij mensen getest.

We staan ​​aan de vooravond van een innovatie-explosie.

Het apparaat bestaat uit elektroden voor hersenmonitoring die op de hoofdhuid zitten en zijn bevestigd aan een armorthese; het kan een neurale handtekening detecteren voor beoogde beweging voordat het signaal het motorische gebied van de hersenen bereikt. De neurale signalen bevinden zich aan de andere kant van de hersenen van het gebied dat gewoonlijk door de beroerte wordt vernietigd - en wordt dus gewoonlijk elke schade bespaard. Door ze te detecteren, te versterken en te gebruiken om een ​​apparaat te bedienen dat het verlamde ledemaat beweegt, ontdekte Leuthardt, kan hij een patiënt daadwerkelijk helpen om de onafhankelijke controle over het ledemaat terug te krijgen, veel sneller en effectiever dan mogelijk is met elke benadering die momenteel wordt toegepast. de markt. Belangrijk is dat het apparaat kan worden gebruikt zonder hersenchirurgie.

Hoewel de technologie beslist bescheiden is in vergelijking met Leuthardts grootse ontwerpen voor de toekomst, gelooft hij dat dit een gebied is waar hij het leven van mensen op een zinvolle manier kan veranderen direct . Er zijn elk jaar ongeveer 700.000 nieuwe patiënten met een beroerte in de VS en de meest voorkomende motorische stoornis is een verlamde hand. Het vinden van een manier om meer van hen te helpen weer aan het werk te gaan - en te laten zien dat hij het sneller en effectiever kan doen - zou niet alleen de kracht van hersen-computerinterfaces demonstreren, maar ook in een enorme medische behoefte voorzien.

Leuthardt plant het traject van de lasersonde met behulp van een stereotactisch navigatiesysteem.

Chirurgische instrumenten van Leuthardt.

Het gebruik van niet-invasieve elektroden die aan de buitenkant van de hoofdhuid zitten, maakt de uitvinding veel minder onaangenaam voor patiënten, maar legt ook ernstige beperkingen op. De spanningssignalen die van hersencellen komen, kunnen gedempt worden als ze door de hoofdhuid reizen om de sensoren te bereiken, en ze kunnen diffuus worden als ze door het bot gaan. Ofwel maakt ze moeilijker te detecteren en hun oorsprong moeilijker te interpreteren.

Leuthardt kan veel meer transformatieve prestaties bereiken met zijn geïmplanteerde elektroden die direct op de cortex van de hersenen zitten. Maar hij heeft door pijnlijke ervaring geleerd dat electieve hersenchirurgie moeilijk te verkopen is - niet alleen bij patiënten, maar ook bij investeerders.

Toen hij en Schalk in 2008 NeuroLutions oprichtten, hoopten ze de verlamden weer in beweging te krijgen door zo'n interface op de markt te brengen. Maar de investeringsgemeenschap was niet geïnteresseerd. Om te beginnen testen door neurowetenschappers geleide startups al meer dan een decennium hersen-computerinterfaces, maar hebben ze weinig succes gehad bij het omzetten van de technologie in een levensvatbare behandeling voor verlamde patiënten (zie Implanting Hope). De populatie van potentiële patiënten is beperkt, tenminste in vergelijking met enkele van de andere aandoeningen die het doelwit zijn van startups op het gebied van medische apparatuur die strijden om risicokapitaal. (Ongeveer 40.000 mensen in de VS hebben volledige quadriplegie.) En de meeste taken die met een dergelijke interface kunnen worden uitgevoerd, kunnen al worden afgehandeld met niet-invasieve apparaten. Zelfs de meeste opgesloten patiënten kunnen nog steeds met hun ogen knipperen of misschien met een vinger wiebelen. Methoden die afhankelijk zijn van deze restbeweging kunnen worden gebruikt om gegevens in te voeren of een rolstoel te verplaatsen zonder het gevaar, de hersteltijd of de psychologische middelen die nodig zijn om elektroden rechtstreeks op de cortex te implanteren.

De vooruitgang op het gebied van neurowetenschappen en computerhardware en -software maakt de uitkomst - althans voor echte gelovigen - onvermijdelijk.

Dus nadat hun eerste pogingen om geld in te zamelen mislukten, richtten Leuthardt en Schalk hun pijlen op een bescheidener doel. Onverwacht ontdekten ze dat veel patiënten de aanvullende functie bleven herstellen, zelfs nadat de orthese was verwijderd, zich bijvoorbeeld uitstrekkend tot fijne motoriek van hun vingers. Vaak bleek dat de patiënten alleen een duwtje nodig hadden. Toen er eenmaal nieuwe neurale paden waren vastgesteld, bleven de hersenen ze hermodelleren en uitbreiden, zodat ze complexere motorische commando's aan de hand konden overbrengen.

Het aanvankelijke succes dat Leuthardt bij deze patiënten verwacht, zal, naar hij hoopt, sommigen aanmoedigen om over te stappen op een robuuster invasief systeem. Een paar jaar later zou je kunnen zeggen: 'Weet je wat? Voor die niet-invasieve versie kun je zoveel voordeel krijgen, maar ik denk dat we je nu, gezien de wetenschap die we kennen en zo, veel meer voordeel kunnen bieden', zegt hij. Wij kunnen uw functie nog meer versterken.

Leuthardt wil zo graag dat de wereld zijn passie voor de potentieel transformerende effecten van de technologie deelt, dat hij ook heeft geprobeerd het publiek te betrekken door middel van kunst. Naast het schrijven van zijn romans en toneelstuk, werkt hij samen met een collega-neurochirurg aan een podcast en YouTube-serie, waarin de twee bij koffie en donuts over technologie en filosofie praten.

In Leuthardts eerste boek, Rode Duivel 4 , gebruikt een personage zijn corticale prothese om een ​​wandeling door de Himalaya te ervaren terwijl hij op zijn bank zit. Een ander, een politiedetective, overlegt telepathisch met een collega over hoe je een moordverdachte die recht voor hen staat, moet ondervragen. Elk personage heeft direct toegang tot alle kennis in de bibliotheken van de wereld - heeft er net zo snel toegang toe als een persoon een spontane gedachte kan bedenken. Niemand hoeft ooit alleen te zijn en ons lichaam beperkt ons niet langer. Aan de andere kant is ieders brein kwetsbaar voor computervirussen die mensen in psychopaten kunnen veranderen.

Leuthardt erkent dat we op dit moment nog steeds niet de kracht hebben om het aantal neuronen vast te leggen en te stimuleren dat nodig is om deze visies te repliceren. Maar hij beweert dat zijn gesprekken met enkele investeerders in Silicon Valley zijn optimisme alleen maar hebben aangewakkerd dat we op de rand van een innovatie-explosie staan.

Schalk is iets minder optimistisch. Hij is sceptisch dat Facebook, Musk en anderen veel van hun eigen toevoegen aan de zoektocht naar een betere interface.

Ze gaan niets anders doen dan de wetenschappelijke gemeenschap alleen, zegt Schalk. Misschien komt er iets uit, maar het is niet alsof ze dit nieuwe ding hebben dat niemand anders heeft.

Schalk zegt dat het heel, heel duidelijk is dat in de komende vijf tot tien jaar een of andere vorm van hersen-computerinterface zal worden gebruikt om slachtoffers van beroertes, ruggenmergletsel, chronische pijn en andere aandoeningen te rehabiliteren. Maar hij vergelijkt de huidige opnametechnieken met de IBM-computers van de jaren zestig en zegt dat ze nu archaïsch zijn. Om ervoor te zorgen dat de technologie haar ware langetermijnpotentieel bereikt, is volgens hem een ​​nieuw soort hersenscantechnologie nodig - iets dat veel meer neuronen tegelijk kan lezen.

Wat je echt wilt, is naar de hersenen kunnen luisteren en met de hersenen kunnen praten op een manier die de hersenen niet kunnen onderscheiden van de manier waarop ze intern communiceren, en dat kunnen we nu niet doen, zegt Schalk. We weten op dit moment echt niet hoe we het moeten doen. Maar het is voor mij ook duidelijk dat het gaat gebeuren. En als en wanneer dat gebeurt, zullen onze levens veranderen, en onze levens zullen veranderen op een manier die volledig ongekend is.

Waar en wanneer de doorbraken zullen komen, is onduidelijk. Na tientallen jaren van onderzoek en vooruitgang blijven veel van dezelfde technologische uitdagingen ontmoedigend. Toch maakt de vooruitgang op het gebied van neurowetenschappen en computerhardware en -software de uitkomst - althans voor echte gelovigen - onvermijdelijk.

Een niet-invasieve hersen-computer EEG-interface maakt gebruik van een reeks elektroden om patiënten met een beroerte te helpen de functie in hun aangetaste ledematen terug te krijgen.

Op zijn minst, zegt Leuthardt, heeft het geroezemoes dat uit Silicon Valley voortkomt, voor echte opwinding gezorgd en tot echt nadenken over hersen-computerinterfaces die een praktische realiteit zijn. Dat, zegt hij, is iets dat we nog niet eerder hebben gezien. En hoewel hij erkent dat als dit een hype blijkt te zijn, het het veld een decennium of twee zou kunnen terugdraaien, gelooft hij dat niets ons ervan zal weerhouden het ultieme doel te bereiken: een technologie die ons in staat zal stellen de cognitieve en fysieke beperkingen te overstijgen. eerdere generaties van de mensheid als vanzelfsprekend hebben beschouwd.

Het gaat gebeuren, houdt hij vol. Dit heeft het potentieel om de evolutionaire richting van het menselijk ras te veranderen.

Adam Piore is de auteur van The Body Builders: binnen de wetenschap van de gemanipuleerde mens, een boek over bio-engineering dat afgelopen maart is verschenen.

zich verstoppen