Computer vist woorden uit brein van verlamde mensen en laat ze weer ‘praten’
Twee nieuwe brein-computer-interfaces (BCI's) zijn erin geslaagd om woorden in het brein van verlamde mensen te herkennen en vervolgens uit te schrijven op een scherm. Op die manier konden de patiënten weer communiceren met een snelheid tot boven de 60 woorden per minuut, veel sneller dan tot nu toe mogelijk was.
De patiënten hadden daarbij de beschikking over een vocabulaire van 125.000 woorden, waarbij de computer in 76 procent van de gevallen het juiste woord afbeeldde. Bij een beperkter aantal woorden steeg de nauwkeurigheid zelfs tot boven de 90 procent.
"Een grote vooruitgang" en "een kantelpunt in de ontwikkeling van BCI-technologie die de communicatie van verlamde mensen probeert te herstellen", vindt neurowetenschapper Nick Ramsey van het hersencentrum UMC Utrecht, zelf niet betrokken bij het onderzoek. Hij benadrukt dat communicatie een essentiële menselijke behoefte is, waarvan sommige mensen worden beroofd door neurologische aandoeningen.
Onverstaanbaar door beroerte
In de eerste studie werden 253 elektroden geïmplanteerd bij een patiënt wier spraak door een beroerte onverstaanbaar was geworden. Een neuraal netwerk analyseerde haar hersenactiviteit en zette die om in zinnen. Na ruim een week een kleine tweeënhalf uur trainen leverde dat een snelheid van 78 woorden per minuut op. Ter vergelijking: in een gemiddeld gesprek komen zo'n 160 woorden per minuut voorbij.
De gebruikte BCI's zetten de poging tot spreken om in woorden. "Gedachten worden dus niet omgezet in woorden, het is geen gedachtenlezen. We kijken naar het uitgangsstation van de hersenen dat de spieren aanstuurt. Dat deel moet dus nog wel werken", vertelt Ramsey.
"Dit is met name interessant voor mensen met ALS", zegt Ramsey. "Maar ook mensen met een bepaalde hersenbloeding, met hersenschade of die deels verlamd zijn, kunnen er gebruik van maken. We hebben onderzoek gedaan en in Nederland zou het zo'n 150 tot 200 mensen aangaan. Wereldwijd gaat het om duizenden mensen."
Hanno Bos is één van de patiënten in Nederland die baat heeft bij de nieuwe methode:
De gebruikte technologie is nog niet geschikt voor alle verlamde mensen. De patiënten in deze studies konden hun spraak nog mimen; er was dus nog sprake van zwakke spierbewegingen. Wetenschappers zullen een manier moeten vinden om ook mensen te kunnen trainen die geheel verlamd zijn. Deze zogenoemde locked-in patiënten kunnen soms alleen nog communiceren door met hun ogen te bewegen.
Ferrariblok zonder auto
Daarnaast zouden om cosmetische redenen draadloze BCI's wenselijk zijn. Op dit moment zijn de elektroden in het brein nog met draden verbonden met de externe computer. "Deze studies zijn een ruwe diamant", besluit Ramsey. "Ik noem het een Ferrariblok zonder auto eromheen. Die auto moet er nog komen." Wereldwijd werken meerdere onderzoekers aan de ontwikkeling van die 'auto', waaronder de onderzoeksgroep van Ramsey aan het UMC Utrecht.