Het gedachte-experiment

In een opmerkelijke studie gebruikte een verlamde vrouw haar geest om een ​​robotarm te besturen. Was er maar een realistische manier om deze technologie uit het lab en in het echte leven te krijgen. Door

• Antonio Regalado archiefpagina

17 juni 2014

Ik was ongeveer een kwartier te laat voor mijn eerste telefoontje met Jan Scheuermann. Toen ik me probeerde te verontschuldigen dat ik haar had laten wachten, hield ze me tegen. Ik zat niet alleen maar op je te wachten, weet je, zei ze, voordat ze zichzelf betrapte. Nou, eigenlijk ik was rondhangen.

Scheuermann, die 54 is, is al 14 jaar verlamd. Ze had in Californië gewoond en had een parttime bedrijf waar ze mysterieuze theaterdiners verzorgde, waar gasten rollen speelden die ze voor hen had verzonnen. Volkomen gezond, getrouwd, met twee kinderen, zegt ze. Op een avond, tijdens een diner dat ze had georganiseerd, voelde het alsof haar benen achter zich aan sleepten. Ik schreef dat het een koude, besneeuwde nacht was, maar er waren een paar treden in huis, en jongen, ik had echt problemen, zegt ze.

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van juli 2014

• Zie de rest van het nummer
• Abonneren

Pijnlijke maanden van doktersbezoeken en verkeerde diagnoses volgden. Een neuroloog zei dat ze multiple sclerose had. Tegen die tijd gebruikte ze een elektrische rolstoel en vervaagde ze snel. Ze dacht dat ze stervende was, dus verhuisde ze naar Pittsburgh, waar haar familie voor haar kinderen kon zorgen. Uiteindelijk werd ze gediagnosticeerd met een zeldzame ziekte genaamd spinocerebellaire degeneratie. Ze kan haar lichaam voelen, maar de zenuwen die signalen uit haar hersenen overbrengen, werken niet meer. Haar brein zegt Bewegen, maar haar ledematen kunnen het niet horen.

Tweeënhalf jaar geleden schroefden artsen twee poorten in Scheuermanns schedel (ze noemt ze Lewis en Clark). Met de poorten kunnen onderzoekers kabels inbrengen die verbinding maken met twee implantaten ter grootte van een punaise in de motorische cortex van haar hersenen. Twee of drie keer per week voegt ze zich bij een team van wetenschappers aan de Universiteit van Pittsburgh en wordt aangesloten op een robotarm die ze met haar geest bestuurt. Ze gebruikt het om blokken te verplaatsen, kegels op elkaar te stapelen, high fives te geven en te poseren voor gekke foto's, door te doen alsof ze een of twee onderzoekers knock-out slaat. Ze noemt de arm Hector.

Scheuermann, die zegt dat ze in haar dromen niet gehandicapt is, onderging in 2012 een hersenoperatie na het zien van een video van een andere verlamde patiënt die met zijn gedachten een robotarm bestuurt. Ze solliciteerde meteen om mee te doen aan het onderzoek. Tijdens de operatie gebruikten artsen een luchtpistool om de twee kleine bedden van siliconennaalden, de Utah Electrode Array genaamd, in haar motorische cortex af te vuren, de dunne strook hersenen die over de bovenkant van het hoofd naar de kaken loopt en de vrijwillige beweging regelt . Ze werd wakker van de operatie met een bonzende hoofdpijn en het ergste geval van wroeging van de koper. Ze kon niet geloven dat ze een vrijwillige hersenoperatie had ondergaan. Ik dacht, Alstublieft, God, laat dit niet voor niets zijn. Mijn grootste angst was dat het niet zou werken, zegt ze. Maar binnen enkele dagen bestuurde ze de robotarm, en met onverwacht succes: voor het eerst in jaren bewoog ik iets in mijn omgeving. Het was snikkend en opwindend. Ook de onderzoekers konden wekenlang de lach niet van hun gezicht vegen.

Jan Scheuermann stapelt kegels met een hersengestuurde robotarm terwijl onderzoeksassistent Brian Wodlinger haar werk bekijkt.

Scheuermann is een van de ongeveer 15 tot 20 verlamde patiënten die zich hebben aangesloten bij langdurige onderzoeken naar implantaten die informatie van de hersenen naar een computer kunnen overbrengen. Ze is het eerste vak in Pittsburgh. Negen anderen, waaronder mensen in de gevorderde stadia van ALS, hebben soortgelijke tests ondergaan in een nauw verwante studie, BrainGate genaamd. Nog eens vier opgesloten patiënten, niet in staat om te bewegen of te spreken, hebben weer enig vermogen om te communiceren herwonnen dankzij een ander type elektrode ontwikkeld door een bedrijf uit Georgia, genaamd Neural Signals.

Een derde van deze patiënten is geopereerd sinds 2011, toen de Amerikaanse Food and Drug Administration zei dat het de regels zou versoepelen voor het testen van echt baanbrekende technologieën zoals hersen-machine-interfaces. Er zijn meer experimenten met mensen aan de gang. One, bij Caltech, wil een patiënt autonome controle geven over het Google Android-tabletbesturingssysteem. Een team van de Ohio State University plaatste in april in samenwerking met de R&D-organisatie Battelle een implantaat bij een patiënt met de bedoeling de hersensignalen van de patiënt te gebruiken om stimulatoren aan zijn arm aan te sturen. Battelle beschrijft het idee als het reanimeren van een verlamd ledemaat onder vrijwillige controle door de gedachten van de deelnemer.

Deze zenuwslopende, eersteklas onderzoeken zijn gebaseerd op het feit dat het registreren van de elektrische activiteit van enkele tientallen cellen in de hersenen een redelijk nauwkeurig beeld kan geven van waar iemand van plan is een ledemaat te verplaatsen. We zijn technologisch beperkt tot het bemonsteren van een paar honderd neuronen, van miljarden in je hersenen, dus het is eigenlijk verbazingwekkend dat ze überhaupt een signaal kunnen krijgen, zegt Kip Ludwig, directeur van het neurale engineeringprogramma van het National Institute of Neurological Disorders and Stroke .

De technologie die in Pittsburgh wordt gebruikt, is ontwikkeld in fysiologische laboratoria om dieren te bestuderen, en het is duidelijk nog steeds experimenteel. De gebundelde draden leiden van de schedel van Scheuermann naar een omvangrijk rek met signaalprocessors, versterkers en computers. De robotarm van negen pond, betaald door het leger, heeft een behendige hand en vingers die levensechte bewegingen kunnen maken, maar hij is kieskeurig, breekt vaak en is enigszins gevaarlijk. Als dingen niet werken, jagen afgestudeerde studenten tussen de wirwar van draden naar losse verbindingen.

John Donoghue, de neurowetenschapper van de Brown University die het langerlopende BrainGate-onderzoek leidt, vergelijkt de huidige hersen-machine-interfaces met de eerste pacemakers. Die vroege modellen hadden ook karren met elektronica, met draden die door de huid in het hart waren geslagen. Sommige waren met de hand gebogen. Als je niet weet wat er aan de hand is, bewaar je zoveel mogelijk aan de buitenkant en zo weinig mogelijk aan de binnenkant, zegt Donoghue. Tegenwoordig zijn pacemakers echter op zichzelf staand, worden ze aangedreven door een batterij die lang meegaat en worden ze geïnstalleerd in een spreekkamer. Donoghue zegt dat hersen-machine-interfaces aan het begin van een soortgelijk traject staan.

Om hersengestuurde computers een medisch product te laten worden, moet er een economische reden zijn en moeten de risico's worden gecompenseerd door de beloning. Tot dusverre komt het geval van Scheuermann het dichtst in de buurt van het aantonen dat aan deze voorwaarden kan worden voldaan. In 2013 rapporteerde het Pittsburgh-team zijn werk met Scheuermann in het medische tijdschrift the Lancet . Na twee weken meldden ze dat ze de robotarm in drie dimensies kon bewegen. Binnen een paar maanden kon ze zeven bewegingen maken, waaronder het draaien van Hectors hand en het bewegen van de duim. Op een gegeven moment werd ze gefilmd terwijl ze zichzelf een hap chocolade voedde, een doel dat ze zichzelf had gesteld.

De onderzoekers probeerden aan te tonen dat ze dicht bij iets praktisch waren: helpen met zogenaamde dagelijkse taken die de meeste mensen als vanzelfsprekend beschouwen, zoals tandenpoetsen. Tijdens het onderzoek werden de vaardigheden van Scheuermann onderzocht met behulp van de Action Research Arm Test, dezelfde set houten blokken, knikkers en bekers die artsen gebruiken om handvaardigheid te evalueren bij mensen met recente verwondingen. Ze scoorde 17 van de 57, ongeveer net zo goed als iemand met een ernstige beroerte. Zonder Hector had Scheuermann nul gescoord. De gemaakte bevindingen 60 minuten .

In het begin was het succes, succes, succes, maar Scheuermann zegt dat niemand haar heeft verteld dat het implantaat misschien niet meer werkt. Geleidelijk aan neemt het op van minder neuronen. Haar controle over de robotarm wordt zwakker.

Sinds de tv-camera's verdwenen zijn, zijn echter enkele tekortkomingen van de technologie duidelijk geworden. Aanvankelijk bleef Scheuermann nieuwe vaardigheden demonstreren. Het was succes, succes, succes, zegt ze. Maar het beheersen van Hector is moeilijker geworden. De reden is dat de implantaten na verloop van tijd stoppen met opnemen. De hersenen zijn een vijandige omgeving voor elektronica, en kleine bewegingen van de array kunnen ook littekenweefsel opbouwen. Het effect is bekend bij onderzoekers en is honderden keren waargenomen bij dieren. Eén voor één kunnen minder neuronen worden gedetecteerd.

Scheuermann zegt dat niemand het haar heeft verteld. Het team zei dat ze op een gegeven moment verlies van neuronsignalen verwachtten. Ik niet, dus ik was verrast, zegt ze. Ze bestuurt de robot nu routinematig in slechts drie tot vijf dimensies en ze heeft geleidelijk het vermogen verloren om zijn duim en vingers te openen en te sluiten. Was dit wel zoiets als haar ervaring om verlamd te raken? Ik stelde haar de vraag een paar dagen later per e-mail. Ze antwoordde in een bericht getypt door een assistent die de meeste dagen bij haar blijft: ik was teleurgesteld dat ik het waarschijnlijk nooit beter zou doen dan ik al had gedaan, maar accepteerde het zonder woede of bitterheid.

reanimatie

De onderzoeker die het Pittsburgh-experiment heeft gepland, is Andrew Schwartz, een magere Minnesotan wiens laboratorium een ​​zonovergoten vloer beslaat die wordt gedomineerd door drie grijze metalen torens met apparatuur die worden gebruikt om apen in aangrenzende suites te volgen. Gezien op gesloten tv-circuits, tarten de scènes vanuit de experimentele kamers het geloof. Op het ene scherm draait herhaaldelijk een metalen wiel, waardoor de positie van een feloranje hendel verandert. Na elke omwenteling reikt een buitenmaatse robothand vanaf de rand van het scherm omhoog om het handvat vast te pakken. Te midden van de draaiende machine is het gemakkelijk om het grijze en roze gezicht te missen van de resusaap die dit alles bestuurt via een kabel in zijn hoofd.

De Utah Electrode Array, uitgevonden in de jaren negentig, heeft 96 siliconen naalden die de elektrische impulsen van neuronen in de hersenen registreren.

De technologie vindt zijn oorsprong in de jaren 1920, met de ontdekking dat neuronen informatie overbrengen via elektrische pieken die kunnen worden geregistreerd met een dunne metalen draad of elektrode. In 1969 had een onderzoeker genaamd Eberhard Fetz een enkel neuron in de hersenen van een aap verbonden met een wijzerplaat die het dier kon zien. De aap, ontdekte hij, leerde het neuron sneller te laten vuren om de knop te bewegen en een beloning te krijgen van een pellet met bananensmaak. Hoewel Fetz het op dat moment niet besefte, had hij de eerste brein-machine-interface gemaakt.

Schwartz hielp die ontdekking 30 jaar geleden uitbreiden toen fysiologen begonnen met het opnemen van veel neuronen in levende dieren. Ze ontdekten dat hoewel de hele motorische cortex in een stroom van elektrische signalen uitbarst wanneer een dier beweegt, een enkel neuron de neiging heeft om het snelst te vuren in verband met bepaalde bewegingen, bijvoorbeeld door je arm naar links of omhoog te bewegen of de elleboog te buigen, maar minder snel anders. Neem van voldoende neuronen op en je kunt een ruw idee krijgen van welke beweging een persoon maakt, of alleen maar van plan is. Het is als een politieke peiling, en hoe meer neuronen je peilt, hoe beter het resultaat, zegt hij.

De 192 elektroden op de twee implantaten van Scheuermann hebben meer dan 270 neuronen tegelijk geregistreerd, wat het meest gelijktijdig is gemeten vanuit de hersenen van een mens. Schwartz zegt dat dit de reden is waarom haar controle over de robot zo goed is geweest.

De neuronale signalen worden geïnterpreteerd door software die een decoder wordt genoemd. In de loop der jaren bouwden wetenschappers steeds betere decoders en probeerden ze ambitieuzere controleschema's. In 1999 trainde de neurowetenschapper Miguel Nicolelis van de Duke University een rat om met zijn geest een cantilever te laten slingeren om een ​​beloning te krijgen. Drie jaar later had Donoghue een aap die een cursor in twee dimensies over een computerscherm bewoog, en in 2004 had zijn BrainGate-team de eerste langdurige menselijke test van de Utah-array uitgevoerd, waaruit bleek dat zelfs iemand wiens ledematen verlamd waren voor jaar zou een cursor mentaal kunnen besturen. In 2008 had Schwartz een aap die een marshmallow greep en zichzelf met een robothand voedde.

Sommige verlamde mensen beginnen elektronica te zien als hun beste kans op herstel. Ik neem het! Snijd mijn dode arm af en geef me een robotarm waarmee ik kan VOELEN, alsjeblieft! schreef er een.

Scheuermann heeft snel veel nieuwe taken kunnen uitproberen. Ze is gevraagd om twee robotarmen tegelijk te besturen en een doos op te tillen (het lukte me maar een of twee keer, zegt ze). Sommige resultaten zijn vreemd: Scheuermann kan Hectors vingers rond een plastic kegel sluiten, maar vaak alleen als ze eerst haar ogen sluit. Wordt de aanwezigheid van de kegel op de een of andere manier weerspiegeld in de schietpatronen van de neuronen? Schwartz heeft er maanden over gedaan om erachter te komen. Achter dergelijke punten van onzekerheid kunnen belangrijke ontdekkingen schuilgaan over hoe de hersenen acties voorbereiden en uitvoeren.

Scheuermann liet haar ooit haar assistent kleden in opklevende snorharen en een pluizige staart om onderzoekers te begroeten. Het was een duistere, humoristische manier om te erkennen dat deze experimenten afhankelijk zijn van menselijke vrijwilligers. Ze zijn lang niet zo moeilijk te trainen als deze jongens, zegt Schwartz, terwijl hij met zijn duim naar de rij apenkamers trekt.

Deze vrijwilligers zitten vast; sommigen van hen hopen wanhopig dat de wetenschap een uitweg kan bieden. Realistisch gezien is dat onwaarschijnlijk in hun leven. De eerste BrainGate-vrijwilliger was een 25-jarige genaamd Matt Nagle, die door een beademingsapparaat had geademd sinds zijn ruggenmerg was doorgesneden tijdens een mesgevecht. Hij was in staat om in 2004 een cursor op een scherm te bewegen. Maar Nagle wilde ook zelfmoord plegen en probeerde anderen hem daarbij te laten helpen. De man met het bionische brein , een boek geschreven door zijn arts. Hij stierf aan een infectie in 2007. Op online chatboards waar verlamde mensen hoopvol nieuws uitwisselen over mogelijke genezingen, zoals stamcellen, doen sommigen de interface tussen hersenen en machines af als gek. Anderen beginnen te denken dat dit hun beste kans is. Ik neem het! Snijd mijn dode arm af en geef me een robotarm waarmee ik kan VOELEN, alsjeblieft! schreef er een.

Schwartz zegt dat hij dit jaar fysieke sensaties van de robotarm hoopt te genereren, als hij een andere quadriplegische vrijwilliger kan vinden. Net als Scheuermann krijgt de volgende patiënt twee arrays in de motorische cortex om de robotarm te besturen. Maar Schwartz zegt dat chirurgen twee extra implantaten in de sensorische cortex van de vrijwilliger zullen plaatsen; deze zullen signalen ontvangen van druksensoren die aan de vingertoppen van de robot zijn bevestigd. Studies door het Duke-laboratorium van Nicolelis hebben onlangs aangetoond dat dieren dergelijke elektrische inputs voelen en erop reageren. We weten niet of het onderwerp het als aanraking zal voelen, zegt Schwartz. Het is erg grof en simplistisch en ongetwijfeld onjuiste aannames, maar je kunt de aap niet vragen wat hij net voelde. We denken dat het een nieuwe wetenschappelijke bevinding zal zijn. Als de patiënt kan zeggen hoe hij zich voelt, is dat nieuws.

Een ander belangrijk doel, gedeeld door Schwartz en de BrainGate-onderzoekers, is om de motorische cortex van een vrijwilliger te verbinden met elektroden die in zijn of haar ledematen zijn geplaatst, waardoor de spieren samentrekken, bijvoorbeeld om een ​​hand te openen en te sluiten. In april kondigden de Ohio-chirurgen die met Battelle werkten aan dat zij de eersten zouden zijn om het te proberen. Ze plaatsten een hersenimplantaat bij een man met een dwarslaesie. En zodra de patiënt herstelt, zegt Battelle, zullen ze tests starten om zijn vingers, pols en hand te reanimeren. We willen iemand helpen controle over zijn eigen ledemaat te krijgen, zegt Chad Bouton, de ingenieur die de leiding heeft over het project en eerder samenwerkte met de BrainGate-groep. Kan iemand de afstandsbediening van de tv oppakken en van kanaal veranderen? Hoewel Battelle geen goedkeuring heeft gekregen van toezichthouders om het te proberen, zegt Bouton dat de voor de hand liggende volgende stap is om een ​​bidirectioneel signaal van en naar een verlamd ledemaat te proberen, waarbij controle en sensatie worden gecombineerd.

Interfaceproblemen

Brain-machine-interfaces kunnen lijken alsof ze snel vorderen. Als je snel vooruitspoelt van de eerste video van die aap naar iemand die een robot in zeven dimensies beweegt, dingen oppakt en neerzet, is dat behoorlijk dramatisch, zegt Lee Miller, een neurofysioloog aan de Northwestern University. Maar wat letterlijk niet is veranderd, is de array. Het is de Stanley Steamer van hersenimplantaten. Zelfs als je controle laat zien, zal het binnen twee tot drie jaar verwateren. We hebben een interface nodig die 20 jaar meegaat voordat dit een product kan zijn.

De Utah-array werd begin jaren negentig ontwikkeld als een manier om opnames te maken van de cortex, aanvankelijk van katten, met minimaal trauma aan de hersenen. Er wordt aangenomen dat littekenweefsel zich ophoopt rond de naaldachtige opnametips, elk 1,5 millimeter lang. Als dat interfaceprobleem is opgelost, zegt Miller, ziet hij geen reden waarom er geen 100.000 mensen zouden kunnen zijn met hersenimplantaten om rolstoelen, computercursors of hun eigen ledematen te besturen. Schwartz voegt eraan toe dat als het ook mogelijk is om vanuit voldoende neuronen tegelijk te meten, iemand zelfs piano zou kunnen spelen met een door gedachten gestuurde robotarm.

De modulaire prothetische ledematen zijn ontworpen door het Applied Physics Laboratory van de Johns Hopkins University en gefinancierd door DARPA.

Onderzoekers streven naar verschillende ideeën om de herseninterface te verbeteren. Er zijn pogingen gedaan om ultradunne elektroden te ontwikkelen, versies die meer compatibel zijn met het lichaam, of vellen flexibele elektronica die zich rond de bovenkant van de hersenen zouden kunnen wikkelen. In San Francisco onderzoeken artsen of dergelijke oppervlakte-elektroden, hoewel minder nauwkeurig, kunnen worden gebruikt in een decoder voor spraak, waardoor iemand als Stephen Hawking mogelijk kan spreken via een hersencomputerinterface. In een ambitieus project dat vorig jaar werd gelanceerd aan de University of California, Berkeley, proberen onderzoekers te ontwikkelen wat ze neuraal stof noemen. Het doel is om piëzo-elektrische sensoren van micronformaat door de hersenen te verspreiden en gereflecteerde geluidsgolven te gebruiken om elektrische ontladingen van nabijgelegen neuronen op te vangen.

Jose Carmena, een Berkeley-onderzoeker die, net als Schwartz, met apen werkt om de grenzen van gedachtecontrole te testen, komt nu wekelijks samen met een groep van een dozijn wetenschappers om plannen te schetsen voor betere manieren om neuronen op te nemen. Maar wat ze ook bedenken, het zou jarenlang op dieren moeten worden getest voordat het in een persoon kan worden uitgeprobeerd. Ik denk niet dat de Utah-array de pacemaker van de hersenen zal worden, zegt hij. Maar misschien is wat we uiteindelijk gebruiken niet zo anders. Je ziet de nieuwste computer niet in ruimtemissies. U hebt de meest robuuste technologie nodig. Het is hier hetzelfde.

Nummers spel

Om te slagen, moet elk nieuw medisch hulpmiddel veilig, nuttig en economisch levensvatbaar zijn. Op dit moment voldoen hersen-machine-interfaces niet aan deze vereisten. Een probleem is het risico van hersenchirurgie en de kans op infectie. Bij Brown zegt Donoghue dat het BrainGate-team bijna klaar is met het ontwikkelen van een draadloze zender, ongeveer zo groot als een sigarettenaansteker, die onder iemands huid zou gaan en het infectierisico zou verminderen door de sokkels en draden te verwijderen die hersen-machine-interfaces maken zo onhandig. Donoghue zegt dat implantaten met een draadloos systeem binnenkort een realistische medische optie kunnen zijn.

Maar dat werpt een ander lastig probleem op: wat zullen patiënten beheersen? De arm die Scheuermann bestuurt is nog steeds een enorm duur prototype en gaat vaak kapot. Ze is bang dat niet iedereen er een kan betalen. In plaats daarvan denkt Leigh Hochberg, een neuroloog in het Massachusetts General Hospital die de BrainGate-studie met Donoghue leidt, dat de eerste gebruikers waarschijnlijk opgesloten patiënten zullen zijn die niet kunnen bewegen of spreken. Hochberg zou het als een doorbraak beschouwen om dergelijke patiënten betrouwbare controle over een computermuis te geven. Dat zou hen in staat stellen woorden te typen of het kanaal op een televisie te veranderen.

Maar zelfs opgesloten patiënten kunnen vaak hun ogen bewegen. Dit betekent dat ze eenvoudigere manieren hebben om te communiceren, zoals het gebruik van een eyetracker. Uit een onderzoek van 61 ALS-patiënten door de Universiteit van Michigan bleek dat ongeveer 40 procent van hen zou overwegen een operatie te ondergaan voor een hersenimplantaat, maar alleen als ze meer dan 15 woorden per minuut zouden kunnen communiceren (een vijfde van de mensen die reageerden op de enquête waren al niet in staat om te spreken). BrainGate heeft nog niet zulke hoge snelheden gerapporteerd.

Zonder een duidelijk gedefinieerd product om op te schieten, is geen enkel groot bedrijf erin gesprongen om een ​​neuroprothese voor quadriplegie te maken. Een startup ging failliet nadat hij meer dan $ 30 miljoen had opgehaald.

Alle stukjes van de technologie zijn op een bepaald niveau opgelost, zegt Andy Gotshalk, CEO van Blackrock Microsystems, dat de Utah-array produceert en een deel van de BrainGate-technologie heeft verworven. Maar als je me vraagt ​​wat het product is - is het een armprothese of is het een rolstoel die je bestuurt? - dan weet ik het niet. Er is een product van hoog niveau in gedachten, dat het leven van quadriplegie een stuk gemakkelijker moet maken. Maar wat het precies zou zijn, is niet gedefinieerd. Het is gewoon niet concreet. De wetenschappers krijgen publicaties op hoog niveau, maar ik moet nadenken over het businessplan en dat is een probleem.

Zonder een duidelijk product om op te schieten, is er nooit een groot bedrijf ingestapt. En de risico's voor een bedrijf zijn vooral hoog omdat er relatief weinig patiënten zijn met volledige quadriplegie - ongeveer 40.000 in de VS - en nog minder met geavanceerde ALS. Een bedrijf dat Donoghue oprichtte, Cyberkinetics, ging failliet nadat het meer dan $30 miljoen had opgehaald. In plaats daarvan moeten onderzoekers rondkomen met kleine subsidies die onbeduidend zijn in vergelijking met een typische commerciële inspanning om een ​​nieuw medisch hulpmiddel te ontwikkelen, dat 100 miljoen dollar kan kosten. Er is geen enkel bedrijf dat bereid is geld te steken in het maken van een neuroprothese voor quadriplegie, en de markt is niet groot genoeg voor een durfkapitalist om binnen te komen, zegt Gotshalk. De cijfers kloppen niet.

Anderen denken dat de technologie achter hersen-machine-interfaces onverwachte toepassingen kan hebben, ver verwijderd van het besturen van robotarmen. Veel onderzoekers, waaronder Carmena en het team van Battelle, proberen te bepalen of de interfaces kunnen helpen bij het rehabiliteren van patiënten met een beroerte. Omdat ze een grote markt vormen, zou het een gamechanger zijn, zegt Carmena. Sommige opnametechnologieën kunnen nuttig zijn voor het begrijpen van psychiatrische ziekten zoals depressie of obsessief-compulsieve stoornis.

In het geval van Scheuermann is haar brein-machine-interface in ieder geval een krachtig medicijn gebleken. Toen ze voor het eerst in Pittsburgh aankwam, zeggen haar artsen, was haar affectie vlak en glimlachte ze niet. Maar deel uitmaken van het experiment gaf haar energie. Ik was er dol op. Ik had voor het eerst in 20 jaar collega's en ik voelde me nodig, zegt ze. Ze was klaar met het dicteren van een mysterieroman, Scherp als een komkommer , dat ze was begonnen voordat ze ziek werd en het online had gepubliceerd. Nu werkt ze aan een tweede. Scheuermann vertelde me dat ze thuis graag een robotarm zou hebben. Ze zou de deur kunnen openen, haar gazon op kunnen rollen en met de buren kunnen praten. Misschien zou ze de koelkast openen en een boterham pakken die haar assistent voor haar had klaargemaakt.

Ons gesprek liep af. Het moment was ongemakkelijk. Ik kon de telefoon ophangen, maar zij niet. Haar man was gaan winkelen. Hector was terug in het lab. Ze was alleen en kon niet bewegen. Dat is in orde, zei Scheuermann. Ik laat de telefoon gewoon op de grond vallen. Tot ziens.

zich verstoppen