Direct communiceren van brein tot brein

Daarnaast geeft taal ons ook de kracht van selectie: je hoeft niet alles te zeggen wat je denkt. En dan nog heb je de keuze hóé je iets zegt. “Als je partner vraagt hoe een nieuw kledingstuk staat, wil je eerlijk zijn, maar je woorden doen er wel toe. Ook dan heb je aan een half woord genoeg.”

Oké, communiceren zonder taal is dus misschien geen goed plan, maar hoe zit het dan met direct communiceren van brein tot brein? Dingemanse denkt dat zo’n interface in de toekomst wel haalbaar is. “Taal kan ook heel goed functioneren zonder gesproken woorden, dat blijkt wel uit het bestaan van gebarentalen. Misschien kan zo’n alternatieve vorm ook in het brein bestaan, maar daar zijn we technologisch nog heel ver van verwijderd.”

Niet de eerste of de enige

Musks voorspelling lijkt qua tijdsplanning inderdaad wat optimistisch: sinds zijn aankondiging hebben we alleen een aap gezien die met zijn brein het computerspelletje Pong aanstuurt en een varken op een loopband waarvan de bewegingen uit zijn hersenensignalen werden afgelezen – en bleken overeen te komen met zijn echte bewegingen. Indrukwekkend misschien, maar de stap naar volledige sociale interactie is nog behoorlijk groot en zal waarschijnlijk niet binnen tien jaar gezet worden.

Wat is er momenteel wél al mogelijk op het gebied van neurotechnologie? Musk is niet de eerste of de enige die zich bezighoudt met deze ontwikkelingen; in Nederland lopen er zelfs verschillende grote onderzoeksprojecten op dit gebied. Een ervan is INTENSE, waarin wordt gewerkt aan hersenimplantaten voor mensen die blind, doof of verlamd zijn. Julia Berezutskaya (Radboud Universiteit) houdt zich binnen dit project bezig met het vertalen van hersensignalen uit het brein naar communicatiesignalen uit een computer. Op deze manier kunnen mensen die verlamd zijn, bijvoorbeeld door een neurologische spierziekte als ALS, zich toch uiten.

“Spraak decoderen uit hersensignalen is heel ingewikkeld; dat is de grote uitdaging waar we momenteel aan werken”, vertelt ze. “In Amerika kan een team van onderzoekers nu een set van vijftig woorden met vijftig procent nauwkeurigheid herkennen. Daarmee trainden ze een taalmodel dat ook zinnen met die woorden kan decoderen. De ALS-patiënt was daar al heel blij mee, maar het werkt dus nog verre van foutloos. Zelf bereiken we nu negentig procent nauwkeurigheid met een set van twaalf woorden.”

Spraak inbeelden

Musk gebruikt in Neuralink een andere methode dan de Nederlandse onderzoekers, legt Berezutskaya uit. “De meeste Amerikaanse onderzoekers implanteren net als hij een plaatje met naaldjes met daaraan telkens een micro-elektrode die de activiteit in één hersencel registreert. Meestal zijn dat 96 naaldjes, maar Musk zet er meer aan het plaatje. Wij leggen, net als het Amerikaanse team dat ik noemde, een heel dun plaatje met elektrodes óp de hersenen. Die elektrodes zijn wat groter en meten steeds de gemiddelde activiteit van een groepje hersencellen. Elke elektrode ontvangt de activiteit van honderdduizend hersencellen.”

De plaatjes zijn verbonden met een versterker direct op de schedel, die weer verbonden is met een computer die het geregistreerde signaal verwerkt. De kunstmatige intelligentie die daarvoor nodig is, wordt onder andere ontwikkeld door de Nijmeegse hoogleraar Marcel van Gerven. “In dat signaal zit naast de hersenactiviteit ook heel veel ruis”, vertelt hij. “Goede technieken uit de kunstmatige intelligentie herkennen op basis van een groot aantal eerdere metingen structuur in dat signaal en koppelen die patronen aan een specifieke hersenactiviteit.”

De plek van het elektrodenplaatje op de hersenen bepaalt wat je meet. “Als je het plaatje op de temporaal schors plaatst, net boven het oor, registreer je de waargenomen geluiden. Zo kunnen we al vrij goed reconstrueren welke spraak iemand hoort”, vertelt Berezutskaya. “Mensen die verlamd zijn kunnen wel horen, maar niet spreken. Daarom plaatsen wij de elektroden op de motorische schors om te zien wat iemand wil articuleren.” De hersenen van deze patiënten kunnen de articulatie wel plannen, maar niet omzetten in spraakbewegingen.

Die hersenactiviteit is bij verlamde mensen net iets anders dan bij gezonde mensen die spreken of zich inbeelden dat ze spreken, ziet de onderzoekster. “Als gezonde mensen zich spraak inbeelden, maar het niet echt uitspreken, zijn er allerlei processen gaande die voorkomen dat je spieren echt geactiveerd worden. Als die verbinding er niet is, zoals wanneer je verlamd bent, hoeft dat ook niet voorkomen te worden. Het hersensignaal lijkt daardoor meer op dat van echte spraak bij gezonde mensen.”

Schedel lichten

De komende jaren verwachten de INTENSE-onderzoekers de eerste ALS-patiënt te implanteren met hun nieuwe techniek. “Enkele jaren geleden hebben mijn collega’s van het UMC Utrecht al een implantaat geplaatst dat een handbeweging registreert waarmee de ALS-patiënt letters en woorden kan selecteren op een beeldscherm. Maar nu gaan we dus naar echt spraak aflezen uit het brein. Tot nu toe hebben we dit steeds getest bij epilepsiepatiënten die een week in het ziekenhuis liggen met een tijdelijk implantaat dat hun hersenactiviteit registreert. Tijdens hun verblijf vragen we hen mee te werken aan ons onderzoek. Zo weten we dat de methode werkt.”

Welke gevaren liggen dan op de loer? “Brainhacking wordt dan een reëel gevaar”, verwacht hij. Daarbij heeft een ander mogelijk controle over jouw gedachten en handelingen. “Er is al interessant onderzoek gedaan met muizen. Een muis moest op één van twee knoppen drukken voor voer, maar wist niet welke. De motorische schors van zijn brein was direct verbonden met hetzelfde gebied in het brein van een andere muis. Die andere muis zag aan een lampje welke knop het voer zou geven. Zo had de eerste muis ineens door waar hij op moest drukken, wellicht zonder dat hij de ontvangen signalen bewust begreep.” Zijn handelingen werden dus onbewust gestuurd door de andere muis.

“Het idee dat gedachten vrij zijn komt zo steeds meer onder druk te staan. En die zijn dan niet alleen af te lezen, maar ook nog eens te beïnvloeden. Daar mogen we best over nadenken, zeker als een commerciële partij dat gaat sturen.”

Kleine stapjes

Haselager is daarom voorstander van Europese richtlijnen op het gebied van neuro-rechten en mentale privacy. “Een verbod op de ontwikkeling van de technologie gaat niet werken. Een rivier houd je ook niet tegen, maar kun je wel kanaliseren – dat moet hier ook gebeuren. Zo weten bedrijven binnen welke kaders ze mogen werken en krijg je geen valse concurrentie in een race naar beneden. De Europese markt is zo groot en kapitaalkrachtig dat zulke richtlijnen een normatieve werking hebben voor producenten wereldwijd.”

Al met al hoeven we dus niet te vrezen dat het over een jaar of tien overal – thuis, in winkels, restaurants en cafés – doodstil zal zijn doordat iedereen direct van brein tot brein met elkaar communiceert met een Neuralink-implantaat in zijn hoofd. “Deze technologie inzetten bij gezonde mensen, ik weet ook niet of dat nu iets is wat de mensheid nodig heeft”, concludeert Van Gerven. “Maar het is een ander verhaal als het gaat om het herstellen van communicatie en controle bij mensen met een hersenaandoening. Op dat gebied gebeurt veel, al is het met kleine stapjes.”