Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Blinden hun zicht teruggeven en verlamden weer laten bewegen. Als het aan Elon Musk ligt, kan dat over een paar jaar met zijn Neuralink-breinchip. Die mag hij nu ook op mensen testen.
Elon Musk ziet zijn breinchip Neuralink als een startpunt om het bewustzijn van mensen te laten voortleven in computers of in robots met kunstmatige breinen. Nu heeft het bedrijf van de techmiljardair goedkeuring gekregen van de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA, de waakhond van veiligheid van voedsel en medicijnen) om die chip te testen op mensen. Kan zo’n hersenupgrade überhaupt werkelijkheid worden?
Lees ook:
Gedachtenpong en andere dierproeven
De hersenchip van Neuralink is in de afgelopen jaren al duizenden keren op dieren getest. Zo haalde een makaak in 2021 nog het nieuws toen hij met zijn gedachten het bekende spelletje Pong kon spelen. De aap had aan weerszijden van het brein een Neuralink-chip gekregen. De chips bestonden uit een reeks van meer dan tweeduizend elektroden die de activiteit van de neuronen van de makaak maten, ontcijferden en vertaalden naar activiteit op het scherm.
Overigens is Neuralink ook onder vuur komen te liggen toen naar buiten kwam dat het bedrijf heel veel proefdieren heeft gedood. Dat zou onder meer te maken hebben gehad met de hoge druk die op de werkvloer heerste. Daardoor gingen onnodig veel dierproeven fout en moesten de tests op nieuwe proefdieren worden herhaald.
Neuroprotheses
Al onze hersenprocessen vinden plaats dankzij elektrische stroompjes, waarmee de ongeveer 100 miljard hersencellen onder onze schedel met elkaar communiceren. De technologie waarop Neuralink zich stort, de neuroprothese, werkt ook zo. Het gehoorapparaat is een van de simpelste voorbeelden van een neuroprothese: het zet geluidsgolven om naar elektrische pulsen en stuurt die door naar de gehoorzenuw in het slakkenhuis.
Veel ingrijpender is de hersenstimulator, die ongeveer honderd Nederlanders per jaar in hun brein krijgen geprikt. Hij stuurt elektrische stroompjes door de hersenen, waardoor mensen met de ziekte van Parkinson, tremor (heftige trillingen) of dwangstoornissen deels van hun klachten worden verlost.
Er zijn ook neuroprotheses, zogenoemde Brain-Machine-Interfaces (BMI’s), die het omgekeerde doen: elektrodes in het brein vangen signalen op uit de hersenen, waarna het hersensignaal door de computer wordt omgezet in, bijvoorbeeld, een beweging van een robotarm of een exoskelet. Je hoeft je daarvoor alleen maar in te beelden dat je een ledemaat beweegt. De motorische cortex, het hersendeel dat normaal bewegingen reguleert, vuurt dan elektrische signalen af richting de elektrode. De computer doet de rest.
Miljarden neuronen
Dit zijn geweldige ontwikkelingen voor mensen met een lichamelijke beperking. Maar voor het uploaden van lappen tekst in ons brein is nog wel wat meer nodig. Onze motorische cortex is een deel van de hersenschors dat vrij eenvoudig valt te lokaliseren en waarvan artsen de functies redelijk doorgronden. Voor veel andere hersengebieden geldt het tegendeel.
Bovendien staan de huidige elektrodes in contact met hoogstens een paar honderd hersencellen. Om op die manier vele miljarden neuronen te bereiken – ons brein bevat er ongeveer 86 miljard – zouden we een hoeveelheid elektrodes in ons hoofd moeten stouwen waarvan we bij voorbaat al hoofdpijn krijgen.
Te complex?
Als het wetenschappers uiteindelijk wel lukt om de activiteit van menselijke hersencellen op gedetailleerd niveau op te vangen en te beïnvloeden, begint het pas. Want veel méér dan dat neuronen stroompulsjes aan elkaar doorgeven, weten we niet. Hoe we denken, leren, onthouden en weer vergeten, is nog grotendeels een mysterie. Veel scepsis rond de plannen van Musk betreft die complexiteit van onze hersenen.
Op allerlei plekken in de wereld werken wetenschappers met vereende krachten aan het in kaart brengen en doorgronden van deze complexiteit. Zo heeft het Europese Human Brain Project als doel om een digitale reconstructie te maken van het menselijk brein. Die reconstructie maakt simulaties mogelijk die inzicht geven in de werking van onze hersenen.
Een belangrijk struikelblok bij het project is echter de benodigde rekenkracht. In haar boek Een beter brein schrijft wetenschapsjournalist Niki Korteweg dat het simuleren van een stukje rattenbrein ter grootte van een zoutkorrel al de rekenkracht vereist van ’s werelds krachtigste supercomputer. Ook Musks pogingen om onze hersenen met een superintelligente machine te verknopen, kunnen alleen slagen als er in de tussentijd supercomputers worden ontwikkeld die ongeveer honderd keer sneller zijn dan die van nu.
Hersencodes hacken
Maar kun je met zo’n virtueel mensenbrein automatisch diepgaand inzicht in biologische hersenprocessen vergaren? Critici betwijfelen dat sterk. Volgens de Amerikaanse biomedisch ingenieur Theodore Berger, van de Universiteit van Californië, geeft dit echter niets. Om te begrijpen hoe je een auto moet besturen, hoef je immers ook niet te weten wat er in het motorblok gebeurt.
Berger maakte faam toen hij bij ratten een chip implanteerde die de hippocampus succesvol nabootst. De hippocampus speelt een belangrijke rol bij geheugenprocessen. Hoe die processen op biologisch niveau precies verlopen, weet Berger niet. Maar hij ontdekte wel dat je de stroompulsjes tussen de neuronen als een soort morsecodes kunt zien. De hippocampus zorgt ervoor dat die codes op de juiste manier worden doorgegeven. Bergers chip doet exact hetzelfde, waardoor ratten met een uitgeschakelde hippocampus toch hun aangeleerde taakjes onthouden. Kortom, hack de hersencodes en het brein ligt open voor manipulatie, als we Berger moeten geloven.
Maar zullen we dit artikel ooit kunnen lezen door een milliseconde lang de ogen te sluiten en de kunstmatige intelligentie in ons brein zijn werk te laten doen? Het laatste woord hierover is nog lang niet gezegd, al beloven de technologische ontwikkelingen op dit gebied zeker een spannende toekomst.
Tekst: Laurien Onderwater, Enith Vlooswijk (KIJK 7/2018)
Beeld: NurPhoto/Getty Images