Interview

Het eigen brein als proeftuin

Brein-computer-besturing

Neuroloog Phil Kennedy liet bij zichzelf elektrodes implanteren, in de hoop om daarmee een spraakcomputer te leren bedienen. Hij was de eerste gezonde mens die hersenelektroden liet plaatsen. Even dreigde hij er zijn spraak door te verliezen.

Foto iStock

Het klinkt als een science-fictiondroom: niet via een touchscreen, ook niet pratend, maar dénkend, via een geïmplanteerde hersenelektrode je smartphone bedienen. En toegang krijgen tot ons collectieve geheugen op het wereldwijde web. Toch is dat wat hightech-ondernemer Elon Musk (Tesla, SpaceX) bijvoorbeeld wil. Hij begon Neuralink Corp, een bedrijf dat apparatuur moet maken om breinen van gezonde mensen met computers te koppelen, meldde The Wall Street Journal vorige week.

Tot nu toe bestuurden alleen zwaar verlamde mensen een apparaat met hun gedachten, en altijd bij wijze van proef. Een elektrode pikt hersensignalen op die door een computer worden vertaald in commando’s. Die mensen beelden zich in dat ze hun arm bewegen, en besturen dan een computermuis of kunstarm.

De techniek vergt een zware hersenoperatie, dikke verbindingkabels, eindeloos oefenen, en een lab vol computers. En onderzoekers die alles steeds opnieuw instellen. Tot nu toe deden zo’n vijftien verlamde patiënten dergelijke experimenten.

Wie denkt dat voorlopig geen gezond weldenkend mens zoiets in zijn brein zal laten implanteren, heeft het mis. De eerste is er al. En hij heeft geen spijt.

Als de 66-jarige Philip Kennedy ontwaakt uit zijn narcose, in de zomer van 2014 in een ziekenhuis in het Midden-Amerikaanse land Belize, is zijn grootste nachtmerrie werkelijkheid geworden. Tijdens een twaalf uur durende operatie heeft een neurochirurg hersenelektroden in zijn gezonde brein geïmplanteerd. Voor de operatie functioneerde hij prima. Maar nu kan hij niet meer praten.

Kennedy, een Amerikaanse neuroloog, is een veteraan in de wereld van de brein-computer-besturing. Al in 1980 patenteerde hij een bijzondere elektrode die de klus kon klaren. Zijn uitvinding is een glazen buisje met een aantal dunne gouden draadjes erin, en een speciale mix van chemische stofjes die zenuwcellen verleiden om met hun lange uitlopers het buisje in te groeien.

Ae, ie of oe

In 1996 implanteert Kennedy zijn glazen elektrode bij een zwaar verlamde vrouw. Daarmee is hij de allereerste onderzoeker ooit die een mens uitrustte met een breinbestuurde bediening. Zij kan er een schakelaar mee aan- en uitzetten.

Dan komt Kennedy op het lumineuze idee om een spraakcomputer te maken. Bij de volledig verlamde Erik Ramsey plaatst hij elektroden in de gebieden die de lippen en tong aansturen. Als Erik zich inbeeldt dat hij aa, ie, of oe uitspreekt, vertaalt een computerprogramma die signalen in klanken. Op die manier kan Erik in 2004 alle klinkers uitstoten.

Tot grote frustratie van Kennedy krijgt hij steeds minder geld voor zijn onderzoek. De Amerikaanse toezichthouder FDA keurt verder patiëntenonderzoek met de groeistoffen in Kennedy’s glazen buisjes af. Een ander type elektrode, dat voor het robotarmonderzoek wordt gebruikt, is inmiddels de gouden standaard. Dertig jaar onderzoek dreigt in de prullenbak te belanden.

Uit pure wanhoop besluit de neuroloog in 2014 om zelf onder het mes te gaan. Met tienduizenden dollars spaargeld reist hij af naar een privé-kliniek in Belize en laat daar vier van zijn eigen glazen elektroden implanteren, op een door hemzelf aangewezen plek, in zijn eigen gezonde brein.

„Ik was van tevoren wel bezorgd natuurlijk, maar ik had er alle vertrouwen in”, vertelt Kennedy nu aan de telefoon vanuit zijn bedrijf Neural Signals in Duluth, een voorstadje van Atlanta. „Ik heb deze ingreep zelf vaak gedaan bij proefdieren en gezien bij mensen. Ik wist welke risico’s er waren. Ik had opgeschreven wat er moest gebeuren als er iets mis zou gaan.” Zijn vier kinderen, op een na volwassen, waren niet enthousiast, zegt hij. „Maar veel heb ik ze niet te zeggen gegeven.”

Soepel gaat het absoluut niet. Na de urenlange operatie kan Kennedy niet meer praten. Zijn brein is door de ingreep opgezwollen. Ook schrijven gaat niet meer, en Kennedy krijgt epileptische aanvallen. „Dat was beangstigend”, vertelt hij. „Maar ik wist dat het door de zwelling kwam, en dat dit vaker gebeurt. Na vijf dagen kon ik weer praten. Ik heb geluk gehad.”

Kennedy herstelt, laat een bijbehorend pakketje elektronica implanteren onder zijn hoofdhuid, en tijgt thuis aan het werk. Zijn doel is een spraakcomputer waarmee volledig verlamde patiënten honderd bruikbare woorden kunnen uitspreken. Hij spreekt hardop klinkers uit terwijl hij de activiteit van zijn zenuwcellen registreert, en daarna zegt hij ze in gedachten. Op dezelfde manier traint hij met 290 korte woorden, en zelfs een paar complete zinnetjes. De eerste bevindingen zijn enorm bemoedigend. „We konden sommige klanken nagenoeg op de normale spraaksnelheid detecteren.” Op een hersenonderzoek-congres in 2015 openbaarde Kennedy de eerste resultaten.

Kennedy had gehoopt nog maandenlang onderzoek te kunnen doen aan zijn eigen brein, maar na vier weken valt het doek. Het onderhuidse pakket elektronica, met daarin de versterkers en transmitters, moet er weer uit, omdat de huid rondom de apparatuur niet goed dichtgroeit. De vier glazen elektroden zelf blijven, onbruikbaar, in het brein van hun uitvinder achter.

Spijt heeft hij absoluut niet. Hij heeft het overleefd, zijn brein werkt nog naar behoren, en met de meetgegevens kan hij nog jaren vooruit. Als het nodig was, zou hij het zo weer doen, zegt hij. „Dan wel in een ander deel van mijn brein. Maar voorlopig niet, ik heb nog veel gegevens te analyseren. Laat zich nu maar een andere vrijwilliger melden!”

Het verbijsterende relaas van Kennedy illustreert de paradox van deze technologische vooruitgang. Aan de ene kant is de versmelting van het warme morsige brein met kille elektronica in volle gang. Aan de andere kant is deze technologie nog lang niet klaar voor de massa. De techniek is nog te grof, te gevaarlijk, te duur.

Toch zou dat snel kunnen veranderen, de ontwikkelingen gaan hard. In Nederland bestuurde vorig jaar een vrijwel compleet verlamde vrouw maandenlang thuis een tabletcomputer aan met een volledig implanteerbaar en draadloos systeem.

Onvermijdelijk

Uiteindelijk, verwacht Kennedy, zullen ook gezonde mensen hun brein uitbreiden met geïmplanteerde brein-computer verbindingen. „We doen dat nu al. Als ik mijn studenten een vraag stel, grijpen ze allemaal naar hun mobieltje om het antwoord te zoeken. Op een dag zal een implantaat ons verbinden met dat mobieltje en met de cloud waar onze kennis en informatie is opgeslagen. Het is onvermijdelijk. De technologische revolutie is niet te stoppen. En die zal onze manier van leven totaal veranderen.”

Zelfexperimenteerders zoals hij zullen de ontwikkeling in elk geval niet afremmen. „Ha, nu krijg ik de schuld”, lacht hij. „Maar het is wel de reden waarom ik dit gedaan heb. De technologie voorwaarts duwen.”

Van wetenschapsjournalist en neurobioloog Niki Korteweg verschijnt op 4 april het boek Een beter brein. Kan hersenwetenschap ons slimmer maken? 304 blz. €21,99. Uitgeverij Atlas Contact. Dit is een bewerkt fragment uit het boek.