Deze computer doet wat je denkt

Een belangrijke drijfveer voor het onderzoek naar een goedwerkende brain computer interface is de groep patiënten die in een 'locked-in'-situatie belanden. Mentaal zijn ze nog prima in orde maar de aansturing van het lichaam en via de zenuwen hapert of valt uiteindelijk helemaal weg. Communiceren met handen of de stem is dan niet meer mogelijk. Hoe mooi zou het zijn wanneer deze mensen door alleen te denken aan woorden of acties, deze over kunnen brengen op een extern hulpmiddel dat hun intenties kan omzetten in een actie. Deze toepassing van een BCI wordt door de onderzoekers ondergebracht in de categorie 'replacement' of 'restoration'.

Daarnaast is er ook een categorie 'enhancement': toepassingen bedoeld om functies van gezonde mensen te verbeteren bijvoorbeeld bij gaming. Er zijn ook bedrijven, zoals het Amerikaanse Emotiv, die nu BCI aanbieden om gemoedstoestanden als werkplezier af te kunnen leiden uit de hersensignalen.

De schedel is een belangrijk obstakel voor het oppikken van specifieke elektromagnetische signalen die de hersenen afgeven. Het werk aan de BCI is dan ook onder te verdelen in een invasieve en niet-invasieve aanpak, zeg maar het oppikken van signalen respectievelijk binnen of buiten de schedel. Bij de niet-invasieve methode worden de signalen opgepikt met elektroden die in een helm of cap zijn aangebracht. De industrie heeft daar inmiddels modieuze varianten van ontwikkeld. Daarmee verdwijnt het 'enge' karakter, dat wel wordt opgeroepen met de 'badmuts met veel draden' - bekend van experimenten en horrorfilms.

Onder de schedel

Bij de invasieve methode worden de elektroden in het vlies direct onder de schedel geplaatst. Daarvoor is een operatie nodig en dat maakt deze methode eigenlijk alleen geschikt voor medische toepassingen. Maar deze aanpak is wel heel interessant. "Als je echts iets wilt, moet je onder de schedel zitten", zegt Nick Ramsey, hoogleraar cognitive neuroscience van het UMC Utrecht en specialist op het gebied van BCI.  "De schedel verzwakt het signaal sterk en vermengt bovendien de signalen die van verschillende hersengebieden komen. En er komen heel veel signalen langs die moeilijk te interpreteren zijn. Ik vergelijk het wel met dat je langs de snelweg staat en alleen uit de luchtverplaatsing probeert af te leiden of een bepaald type auto langs komt." Door de signalen net onder de schedel op te pikken, is het mogelijk veel preciezer te werk te gaan. Er zijn met een beperkt aantal proefpersonen heel bemoedigende resultaten bereikt. "We kunnen een verlamd persoon puur op inbeelding handgebaren laten uitvoeren met een robotarm." Ook wordt hard gewerkt aan spraak. "Dat begint er ook goed uit te zien. Als je al maar tien tot twintig woorden kunt uitdrukken, heb je al een aardig pallet om instructies te geven."

Het probleem is dat voor de invasieve toepassing dure veiligheidstests nodig zijn. "Je bent al gauw 10 miljoen kwijt van prototype tot goedkeuring voor gebruik bij mensen." Een ander probleem is dat de markt klein is. "Het aantal ernstig ingesloten mensen dat we nu zouden kunnen helpen, ligt in Nederland rond de 170. Dat is voor een fabrikant een te kleine markt." Maar volgens Ramsey kan daar wel verandering in komen. Mensen met een dwarslaesie of die een hersenbloeding hebben gehad, kunnen er ook baat bij hebben. Zeker naarmate mensen steeds ouder worden en hechten aan de kwaliteit van het leven, kan deze technologie helpen bij 'waardig' ouder worden (dignified aging).

De BCI is echter niet de enige technologie die daarbij kan helpen. Veel mensen met ernstige beperkingen kunnen toch nog iets bewegen, bijvoorbeeld de ogen. De BCI 'concurreert' dus met hulpmiddelen die oogbewegingen kunnen registreren. Door langer naar bijvoorbeeld een letter op een toetsenbord te kijken, kan zo iemand opdrachten ingeven of wensen kenbaar maken.

Ice Bucket Challenge

Ivo de la Rive Box is sinds 2017 als ondernemer betrokken bij MindAffect, een spin off van de Radboud Universiteit waar onderzoeker Peter Desain al meer dan 10 jaar werkt aan BCI-oplossingen. MindAffect legt zich toe op het marktrijp maken van juist de niet-invasieve toepassingen. Het bedrijf werd opgezet met onder meer een prijs die Desain kreeg voor zijn werk voor patiënten met het de zenuw-spierziekte ALS. De Stichting ALS Nederland kon de prijs uitgeven doordat veel mensen geld doneerden via de Ice Bucket Challenge in 2014.

De la Rive Box: "Op het moment dat ik werd gevraagd om als 'venturebuilder' dit onderzoek naar de markt te brengen, was ik met heel iets anders bezig. Maar het idee liet me niet los." Hij begon een zoektocht naar toepassingen voor een bredere doelgroep. "Op de lange termijn kun je veel meer met de niet-invasieve methode omdat de markt voor gezonde mensen veel groter is." Hij ging daarom onder meer in gesprek met de makers van spelletjes en robots. "Het idee heeft grote aantrekkingskracht vanwege de 'nieuwigheidswaarde'. Toch is de techniek nog te traag voor de huidige manier van spelletjes bedienen."

Hoewel De la Rive Box zijn functie als CEO bij MindAffect inmiddels heeft overgedragen aan Jennifer Goodall, heeft hij zijn hoop op BCI-toepassingen voor het grote publiek niet opgegeven. Hij blijft dan ook verbonden aan MindAffect. "Sinds de coronacrisis begon, zijn 'in de garages' wereldwijd ontwikkelingen gestart. Het zijn veelal niche toepassingen, maar daar kan zo maar iets uit ontstaan. Niemand had de populariteit van spellen als Angry Birds zien aankomen, of Pokemon Go. Als een bedrijf in de entertainment een toegevoegde waarde vindt waarvoor consumenten bereid zijn een nieuwe console te kopen, kan het opeens hard gaan. Ik hoop alleen niet dat de Chinese autoriteiten met die killer app komen."