Nieuwe brein-computer-interfaces maken communicatie mogelijk voor verlamde mensen

Gepubliceerd op 23/08/2023 22:00 in Binnenland

Twee nieuwe brein-computer-interfaces (BCI's) hebben de mogelijkheid ontdekt om woorden te herkennen in het brein van verlamde mensen. Deze woorden kunnen vervolgens worden uitgeschreven op een scherm, waardoor de patiënten in staat zijn om opnieuw te communiceren. De snelheid van communicatie kan oplopen tot boven de 60 woorden per minuut, wat aanzienlijk sneller is dan voorheen mogelijk was.

De patiënten hadden toegang tot een vocabulaire van maar liefst 125.000 woorden, waarbij de computer in 76 procent van de gevallen het juiste woord kon weergeven. Bij een beperkter aantal woorden steeg de nauwkeurigheid zelfs tot boven de 90 procent. Deze resultaten worden gezien als een grote vooruitgang en een kantelpunt in de ontwikkeling van BCI-technologie om de communicatie van verlamde mensen te herstellen.

Neurowetenschapper Nick Ramsey van het hersencentrum UMC Utrecht, die niet betrokken was bij het onderzoek, beschouwt dit als een essentiële ontwikkeling. Hij benadrukt dat communicatie een fundamentele menselijke behoefte is, waarvan sommige mensen zijn beroofd door neurologische aandoeningen.

In een eerste studie werden 253 elektroden geïmplanteerd bij een patiënt die na een beroerte onverstaanbaar was geworden. Een neuraal netwerk analyseerde haar hersenactiviteit en vertaalde dit naar zinnen. Na ongeveer anderhalve week training van tweeënhalf uur per dag bereikte de patiënt een snelheid van 78 woorden per minuut. Ter vergelijking, in een gemiddeld gesprek worden ongeveer 160 woorden per minuut gesproken.

De gebruikte BCI's vertalen de poging tot spreken naar woorden. Het is dus geen gedachtenlezen, maar eerder een observatie van de hersenactiviteit die de spieren aanstuurt. Dit betekent dat het uitgangsstation van de hersenen nog moet functioneren. Deze technologie is met name interessant voor mensen met ALS, maar kan ook worden gebruikt door mensen met een hersenbloeding, hersenschade of gedeeltelijke verlamming. In Nederland zou dit naar schatting 150 tot 200 mensen betreffen, wereldwijd zijn er echter duizenden mensen bij gebaat.

Het is belangrijk om op te merken dat deze technologie nog niet geschikt is voor alle verlamde mensen. De patiënten in deze studies konden nog steeds hun spraak nabootsen, wat betekent dat ze zwakke spierbewegingen hadden. Wetenschappers moeten een manier vinden om ook mensen te kunnen trainen die volledig verlamd zijn. Deze zogenaamde locked-in patiënten kunnen soms alleen nog communiceren door met hun ogen te bewegen.

Bovendien zouden draadloze BCI's wenselijk zijn om cosmetische redenen. Momenteel zijn de elektroden in het brein nog verbonden met draden naar de externe computer. Desondanks benadrukt Ramsey dat deze studies een ruwe diamant zijn. Hij vergelijkt het met een Ferrariblok zonder auto eromheen. Wereldwijd werken meerdere onderzoekers, waaronder Ramsey's onderzoeksgroep aan het UMC Utrecht, aan de ontwikkeling van deze 'auto'.