AIST brengt technologie die gedachten leest dichter bij werkelijkheid

← ga terug naar Recente technologische ontwikkelingen

05-02-2015

 

DOOR KAZUAKI NAGATA - REDACTIELID

Communicatie via hersengolven, enkel en alleen door te denken, lijkt regelrecht uit een science-fictionwereld te komen, maar voor mensen die fysiek niet in staat zijn zichzelf uit te drukken zou het een droom zijn die werkelijkheid wordt.

Het toestel dat mentale telepathie een stap dichter bij de werkelijkheid brengt is de Neurocommunicator, een systeem dat werd ontwikkeld door het National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), in de prefectuur Ibaraki (Japan).

Via de grafische toepassing van een computer dat gericht is op de interpretatie van gedachten, voert het toestel de nauwkeurig genuanceerde hersengolven van een individu in.

Ryohei Hasegawa, hoofd van het AIST’s Neurotechnology Group of Human Technology Research, zegt dat de Neurocommunicator communicatie gemakkelijker maakt voor mensen met een beperking ten gevolge van bv. een beroerte, een wervelkolomletsel of voor mensen met een neurologische aandoening zoals amyotrofische laterale sclerose.


“Wanneer mensen hun spraak- en schrijfvermogen verliezen, verlaagt dat drastisch de kwaliteit van hun leven”, zei Hasegawa - wiens team de Neurocommunicator onthulde in 2010 - in een interview vorige maand.

ALS-patiënten mogen dan wel hun bewegings- en spraakvermogen verloren hebben, hun hersenen functioneren. Hun vermogen te denken en te begrijpen kan nog intact zijn en ze zouden bijgevolg in staat kunnen zijn signalen uit te zenden dat de Neurocommunicator ontvangt en interpreteert.

Mensen produceren kleine signalen van hersengolven bij verscheidene handelingen zoals denken, knipperen met de ogen en herkennen. De Neurocommunicator haalt zijn voordeel uit het zogenaamde ERP of “event related potential”- de mentale antwoorden op stimuli die kunnen worden waargenomen in hersengolven.

“Er zijn verscheidene veranderingen waargenomen in het elektrisch potentieel van de hersenactiviteit rond de schedelhuid. Het is vrij bekend hoe alfagolven worden gebruikt om te zien hoe mensen ontspannen… (maar de Neurocommunicator) houdt rekening met kortetermijnveranderingen”, zegt Hasegawa.

Het toestel bestaat uit verschillende onderdelen zoals een hoofddeksel uitgerust met versterkers en een compacte meter voor hersengolven dat in staat is de meest geringe bewegingen te registreren.

De meter zendt draadloos acht kanalen real-time informatie over de hersenactiviteit rond de schedelhuid dat wordt afgebeeld op een computerscherm.

Een ander scherm, door de patiënt gebruikt, toont acht vakjes waarop keuzes voor lichamelijke activiteiten staan afgebeeld - verwijderen van lichamelijke afvalstoffen, verwijderen van slijm, drinken, omdraaien van het lichaam, aanschakelen van tv, airconditioning of licht, of poetsen van tanden.

 


Elke vakje licht willekeurig op in een tijdspanne van enkele seconden. Om te communiceren moet een patiënt naar een bepaald vakje staren en zich concentreren op herkenning wanneer het vakje oplicht. Dat kan dan vervolgens worden gelezen door het toestel.

“Wanneer het aangewezen vakje oplicht, produceert de patiënt sterke hersengolven (die niet worden weerkaatst naar de andere vakjes). We gebruiken dit mechanisme om te raden welke vakje de patiënt heeft gekozen”, zegt Hasegawa.



Deze sterke golf is het ERP, die bij elk individu een unieke vorm aanneemt. Eenmaal dat de ERP-golf van een individu wordt herkend, is het communicatieproces vrij eenvoudig. De patiënt kijkt enkel naar de vakjes en maakt dan een keuze door herkenning wanneer het vakje oplicht.

Staren naar het tv-vakje en herkenning wanneer dit vakje oplicht zou betekenen dat de patiënt wenst dat de tv wordt aangeschakeld.

De Neurocommunicator vergelijkt de ERP-patronen van de vakjes met het ERP van het individu - dat op voorhand werd geregistreerd - om zo in slechts enkele seconden de keuze van de patiënt te bepalen.

Onderzoek heeft uitgewezen dat het toestel voor 90 procent accuraat is.

De Neurocommunicator werkt momenteel met drie verschillende sets van vakjes, dat in combinatie met elkaar goed is voor maar liefst 512 soorten berichten. Het toestel beschikt ook over virtuele grafische figuren die patiënten kunnen helpen bij het verbaliseren van hun wensen.

Ook al is de Neurocommunicator potentieel een voordelig communicatiehulpmiddel, toch is het nog onduidelijk wanneer zijn team het toestel in de praktijk kan brengen, aldus Hasegawa.

“Omdat de AIST semi-openbaar is, kunnen we de technologie niet zomaar op de markt introduceren. We moeten privéfirma’s vinden die deze technologie kunnen verkopen onder licentie”, zegt hij.

Het systeem moet ook verder worden uitgewerkt, met onder andere een interface aangepast aan niet-wetenschappers.

“Momenteel registreert een ervaren persoon de hersengolven, maar er zijn situaties waarin een ouder persoon zorg draagt van een ander ouder persoon, dus moeten we het toestel toegankelijk maken voor ouderen die zelfs nog nooit een computer hebben gebruikt”, merkt Hasegawa op.

Een andere bekommernis is dat de stroom van hersengolven gemakkelijk kan worden beïnvloed door externe factoren, inclusief verstoring door andere elektronische toestellen in de buurt, zegt hij. EPR-impulsen zijn uiterst zwak en worden gemakkelijk overmeesterd door elektromagnetische verstoring.

Ook al zijn er nog uitdagingen wat betreft het verspreiden van communicatie via hersengolven, Hasegawa pakt toch graag uit met het potentieel ervan.

De mogelijkheden van het systeem om veranderingen in hersengolven op te sporen kan bijvoorbeeld dokters helpen bij het waarnemen van verminderde cognitieve functies, wat op zijn beurt de weg kan banen voor een vroegtijdige opsporing van dementie, aldus Hasegawa.

 

Vertaling: Cathalina Depoorter

Bron: The Japan Times

Share