Wat is een brein-computerinterface? Het kan toch niet zijn wat het klinkt?
Ja, brein-computer interfaces (BCI’s) zijn precies wat het lijkt: systemen die het menselijk brein verbinden met externe technologie.
Het klinkt allemaal een beetje sci-fi. Brain-computer interfaces zijn niet echt iets wat mensen nu gebruiken, toch?
Mensen gebruiken vandaag de dag inderdaad BCI’s – overal om je heen. Op zijn eenvoudigst kan een brein-computer interface worden gebruikt als een neuroprothese – dat wil zeggen, een stukje hardware dat zenuwen kan vervangen of vergroten die niet goed werken. De meest gebruikte neuroprothesen zijn cochleaire implantaten, die mensen helpen met delen van de interne anatomie van hun oor om te horen. Neuroprothesen ter vervanging van een beschadigde oogzenuw komen minder vaak voor, maar een aantal bedrijven ontwikkelt ze, en we zullen waarschijnlijk zien dat dergelijke apparaten de komende jaren op grote schaal zullen worden toegepast.
SEE: Sensor’d enterprise: IoT, ML, and big data (speciaal verslag van ZDNet) | Download het verslag als PDF (TechRepublic)
Dus waarom worden hersen-computer interfaces beschreven als gedachten-lezende technologie?
Dat is waar deze technologie naar toe gaat. Er zijn systemen, die momenteel worden getest, die je hersenactiviteit – de elektrische impulsen – kunnen vertalen in signalen die software kan begrijpen. Dat betekent dat je hersenactiviteit kan worden gemeten; gedachten lezen in het echt. Of je kunt je hersenactiviteit gebruiken om een apparaat op afstand te bedienen.
Wanneer we denken, worden gedachten in onze hersenen en naar beneden in ons lichaam verzonden als een reeks elektrische impulsen. Het opvangen van dergelijke signalen is niets nieuws: artsen monitoren de elektrische activiteit in de hersenen al met EEG (elektro-encefalografie) en in de spieren met EMG (elektromyografie) als een manier om zenuwproblemen op te sporen. In de geneeskunde worden EEG en EMG gebruikt om ziekten en andere zenuwproblemen op te sporen door te kijken naar te veel, te weinig of onverwachte elektrische activiteit in de zenuwen van een patiënt.
Nu kijken onderzoekers en bedrijven echter of die elektrische impulsen kunnen worden gedecodeerd om inzicht te geven in iemands gedachten.
- Gedachten-leessystemen: Zeven manieren waarop hersencomputerinterfaces de wereld nu al veranderen
- Over 10 jaar zijn je hersenen verbonden met je computer
Kunnen BCI’s gedachten lezen? Zouden ze kunnen vertellen wat ik nu denk?
Op dit moment, nee. BCI’s kunnen je gedachten niet precies genoeg lezen om te weten wat je gedachten op een bepaald moment zijn. Momenteel pikken ze meer emotionele toestanden op of welke bewegingen je van plan bent te maken. Een BCI kan opvangen wanneer iemand ‘ja’ of ‘nee’ denkt, maar meer specifieke gedachten, zoals weten dat je nu zin hebt in een broodje kaas of dat je baas je de laatste tijd erg irriteert, vallen buiten het bereik van de meeste brein-computer-interfaces.
OK, geef eens een voorbeeld van hoe BCI’s worden gebruikt.
Veel belangstelling voor BCI’s komt uit de medische hoek. BCI’s zouden mensen met zenuwschade een manier kunnen bieden om hun verloren functie terug te krijgen. Bij sommige ruggengraatverwondingen bijvoorbeeld is de elektrische verbinding tussen de hersenen en de spieren in de ledematen verbroken, waardoor mensen hun armen of benen niet meer kunnen bewegen. BCI’s zouden bij dergelijke letsels kunnen helpen door de elektrische signalen door te geven aan de spieren, waardoor de verbroken verbinding wordt omzeild en mensen weer kunnen bewegen, of door patiënten te helpen hun gedachten te gebruiken om robotica of prothetische ledematen te besturen die bewegingen voor hen kunnen maken.
Ze zouden ook mensen met aandoeningen als het locked-in syndroom, die niet kunnen spreken of bewegen maar geen cognitieve problemen hebben, kunnen helpen hun wensen en behoeften kenbaar te maken.
Hoe zit het met het leger en BCI’s?
Zoals veel nieuwe technologieën hebben ook BCI’s de belangstelling van het leger getrokken, en het Amerikaanse militaire bureau voor nieuwe technologieën DARPA investeert tientallen miljoenen dollars in de ontwikkeling van een brein-computer-interface voor gebruik door soldaten.
Meer in het algemeen is het gemakkelijk de aantrekkingskracht van BCI’s voor het leger te zien: soldaten in het veld zouden bijvoorbeeld teams op het hoofdkwartier kunnen inlassen voor extra inlichtingen en met elkaar kunnen communiceren zonder een kik te geven. Maar er zijn ook duistere toepassingen waarvoor het leger BCI’s zou kunnen gebruiken – zoals ondervraging en spionage.
Hoe zit het met Facebook en BCI’s?
Facebook heeft zich sterk gemaakt voor het gebruik van BCI’s en kocht onlangs een BCI-bedrijf, CTRL-labs, voor naar verluidt 1 miljard dollar. Facebook bekijkt BCI’s vanuit twee verschillende invalshoeken. Het werkt samen met onderzoekers om gedachten naar spraak te vertalen, en de overname van CTRL-labs zou kunnen helpen bij het interpreteren van de bewegingen die iemand wil maken op basis van zijn hersensignalen alleen. De rode draad tussen de twee is de ontwikkeling van de volgende hardware-interface.
Facebook bereidt zich er al op voor dat de manier waarop wij met onze apparaten communiceren, zal veranderen. Net zoals we zijn overgestapt van toetsenbord naar muis naar touchscreen en recentelijk naar spraak als manier om de technologie om ons heen te besturen, wedt Facebook dat de volgende grote interface onze gedachten zullen zijn. In plaats van je volgende statusupdate te typen, zou je die kunnen bedenken; in plaats van een scherm aan te raken om tussen vensters te schakelen, zou je simpelweg je handen in de lucht kunnen bewegen.
- De deal met Facebook over gedachten lezen kan onze manier van computerbesturing volledig veranderen
- Type met je gedachten: We hebben een primeur in brein-computeronderzoek, zegt Facebook
Ik weet niet of ik een chip in mijn hersenen wil laten plaatsen om een statusupdate te typen.
Dat hoeft misschien ook niet: niet alle BCI-systemen vereisen een directe interface om je hersenactiviteit te lezen.
Er zijn momenteel twee benaderingen van BCI’s: invasieve en niet-invasieve. Invasieve systemen hebben hardware die in contact staat met de hersenen; niet-invasieve systemen pikken de signalen van de hersenen meestal op vanaf de hoofdhuid, met behulp van sensoren die op het hoofd worden gedragen.
De twee benaderingen hebben elk hun eigen voor- en nadelen. Invasieve BCI-systemen kunnen veel fijnmaziger en nauwkeuriger signalen opvangen, omdat de elektroden in contact staan met de hersenen. Zoals u zich kunt voorstellen, is hiervoor echter een hersenoperatie nodig en zijn de hersenen niet altijd even blij met de aanwezigheid van elektrode-arrays — de hersenen reageren met een proces dat gliale littekenvorming wordt genoemd, waardoor het voor de array moeilijker kan worden signalen op te pikken. Vanwege de risico’s zijn invasieve systemen meestal voorbehouden aan medische toepassingen.
Niet-invasieve systemen daarentegen zijn consumentvriendelijker, omdat er geen operatie nodig is — dergelijke systemen registreren elektrische impulsen die van de huid komen, hetzij via met sensoren uitgeruste kapjes die op het hoofd worden gedragen, hetzij via soortgelijke hardware die om de pols wordt gedragen, zoals armbanden. Het is waarschijnlijk de in-your-face (of op je hoofd) aard van de hardware die de adoptie tegenhoudt: early adopters zijn misschien blij met grote en opvallende petten, maar de meeste consumenten zullen niet staan te springen om een met elektroden bedekte muts te dragen die hun hersengolven leest.
Er zijn echter pogingen om minder indringende, niet-invasieve systemen te bouwen: DARPA bijvoorbeeld financiert onderzoek naar niet-chirurgische BCI’s en op een dag zou de benodigde hardware klein genoeg kunnen zijn om te worden geïnhaleerd of geïnjecteerd.
- AI kan nu de gedachten lezen van verlamde patiënten terwijl zij zich voorstellen dat zij schrijven
- Neurale implantaten: Waarom het aansluiten van je hersenen op een computer iedereen enorme hoofdpijn bezorgt
Waarom zijn BCI’s nu een ding aan het worden?
Onderzoekers zijn al tientallen jaren geïnteresseerd in de mogelijkheden van BCI’s, maar de technologie heeft zich in een veel sneller tempo ontwikkeld dan velen hadden voorspeld, vooral dankzij betere kunstmatige intelligentie en machine-learning software. Naarmate dergelijke systemen geavanceerder zijn geworden, zijn ze in staat gebleken de signalen van de hersenen beter te interpreteren, de signalen van de ruis te scheiden en de elektrische impulsen van de hersenen te correleren met de eigenlijke gedachten.
Moet ik me zorgen maken over mensen die mijn gedachten lezen zonder mijn toestemming? Hoe zit het met hersenspoeling?
Op praktisch niveau zijn de meeste BCI’s slechts unidirectioneel – dat wil zeggen dat ze gedachten kunnen lezen, maar geen ideeën in het hoofd van de gebruiker kunnen plaatsen. Dat gezegd hebbende, wordt er al experimenteel onderzoek gedaan naar de manier waarop mensen kunnen communiceren via BCI’s: een recent project van de Universiteit van Washington stelde drie mensen in staat om samen te werken aan een Tetris-achtig spel met behulp van BCI’s.
Als de technologie zich zo snel ontwikkelt, zullen bidirectionele interfaces binnen afzienbare tijd steeds gebruikelijker worden. Zeker als Elon Musk’s BCI-firma Neuralink er iets mee te maken heeft.
- Mind-leestechnologie is ieders volgende grote veiligheidsnachtmerrie
- Mind-leestechnologie: De toekomstige bedreigingen voor veiligheid en privacy
Wat is Neuralink?
Elon Musk heeft de belangstelling voor BCI’s aangewakkerd toen hij Neuralink lanceerde. Zoals je zou verwachten van alles wat door Musk wordt geleid, is er een oogverblindend niveau van zowel ambitie als geheimzinnigheid. De website en Twitter feed van het bedrijf onthulden zeer weinig over wat het van plan was, hoewel Musk af en toe hints deelde, suggererend dat het werkte aan hersenimplantaten in de vorm van ‘neural lace’, een netwerk van elektroden dat op het oppervlak van de hersenen zou zitten. De eerste serieuze informatie over Neuralink’s technologie kwam met een presentatie eerder dit jaar, waarin een nieuwe array werd getoond die door chirurgische robots in de cortex van de hersenen kan worden geïmplanteerd.
Zoals veel BCI’s was Neuralink in eerste instantie bedoeld om mensen met neurologische aandoeningen te helpen, maar Musk kijkt verder en beweert dat Neuralink kan worden gebruikt om mensen een directe interface met kunstmatige intelligentie te geven, zodat mensen uiteindelijk niet door AI worden voorbijgestreefd. De enige manier om te voorkomen dat we door machines worden overvleugeld, zou kunnen zijn dat we ons bij hen aansluiten – als we hen niet kunnen verslaan, zo denkt Musk, moeten we ons misschien bij hen aansluiten.