211service.com
Om hersen-computerinterfaces nuttig te laten zijn, moeten ze draadloos zijn
Justin Saglio
Decennialang werden hersen-computerinterfaces voorgesteld als een manier voor mensen die verlamd zijn of die hun armen hebben verloren om alledaagse taken uit te voeren, zoals hun haar borstelen of op de afstandsbediening van een tv klikken, gewoon door erover na te denken.
Dergelijke robotapparaten bestaan tegenwoordig - tot nu toe hebben een handvol patiënten in onderzoekslaboratoria over de hele wereld ze uitgeprobeerd, waardoor ze een beperkt bewegingsbereik hebben. Maar onderzoekers zijn nog jaren verwijderd van het praktisch maken van deze apparaten voor gebruik bij mensen thuis, zegt Andrew Schwartz, vooraanstaand hoogleraar neurobiologie aan de Universiteit van Pittsburgh.
Spreken op MIT Technology Review 's jaarlijkse EmTech MIT-conferentie in Cambridge, Massachusetts, op dinsdag, zei Schwartz dat deze interfaces een aantal aanpassingen nodig hebben om dat te laten gebeuren. Hij zei dat hij aan een dergelijk model werkt met Draper Laboratory, gevestigd in Cambridge, maar geen financiering heeft kunnen krijgen om het project voort te zetten.
Dit is aan de rand van de wetenschap, zei Schwartz, een vroege pionier van deze interfaces.
De huidige hersen-computerinterfaces omvatten elektroden of chips die in of op de hersenen worden geplaatst en communiceren met een externe computer. Deze elektroden verzamelen hersensignalen en sturen ze naar de computer, waar speciale software ze analyseert en vertaalt in commando's. Deze commando's worden doorgegeven aan een machine, zoals een robotarm, die de gewenste actie uitvoert.
De ingebedde chips, die ongeveer zo groot zijn als een erwt, worden bevestigd aan zogenaamde sokkels die bovenop het hoofd van de patiënt zitten en via een kabel met een computer worden verbonden. De robotarm wordt ook aan de computer bevestigd. Door deze onhandige opzet kunnen patiënten deze interfaces nog niet thuis gebruiken.
Om daar te komen, zei Schwartz, moeten onderzoekers de computer verkleinen zodat deze draagbaar is, een robotarm bouwen die aan een rolstoel kan worden bevestigd en de hele interface draadloos maken zodat de zware voetstukken van iemands hoofd kunnen worden verwijderd.
Schwartz zei dat hij hoopt dat verlamde patiënten op een dag deze interfaces zullen kunnen gebruiken om allerlei soorten objecten te besturen die verder gaan dan alleen een robotarm.
Stel je voor dat iemand die telemetrie gebruikt een slim huis binnengaat en al deze apparaten kan bedienen door er alleen maar aan te denken, zei hij.
De grote hindernis is dat de wetenschap achter de technologie zo complex is. De interface is gebaseerd op het vertalen van de neurale code - dat wil zeggen, het patroon van activiteit van neuronen in de hersenen - in specifieke commando's die zich vertalen in bewegingen. Momenteel zijn de soorten gebaren die mensen met deze interfaces kunnen uitvoeren beperkt, omdat wetenschappers weinig weten over alle verschillende patronen waarin de neuronen vuren.
Schwartz en zijn team zijn er bijvoorbeeld in geslaagd om apen, evenals enkele menselijke deelnemers, objecten te laten grijpen met behulp van een hersen-computerinterface en een robotarm. Maar kracht uitoefenen op objecten, zoals door duwen of trekken, is ingewikkelder en vereist een andere reeks neurale codes die de computeralgoritmen moeten leren.
We hebben nog geen goed begrip van hoe beweging en kracht worden gemengd om ons in staat te stellen met objecten te communiceren, zei Schwartz. Wetenschappers zullen de hersenen meer moeten bestuderen om erachter te komen hoe deze signalen eruit zien.