Hersengestuurde computers voor jou en mij zijn dichterbij dan je denkt

Niet heel lang geleden kon je hier kennis maken met het idee van BrainNet - het internet van aaneengesloten hersenen. Superinteressant, en megabizar om over na te denken, maar voorlopig niet iets wat in het vooruitzicht ligt van de mensen die nu leven. Een BrainNet zou namelijk vereisen dat iedereen een hersenimplantaat moet hebben, en die technologie staat nog minder dan in de kinderschoenen. Technologie die dat stadium ontgroeid is, maar wel direct signalen uit de hersenen leest, is EEG - elektro-encefalografie, oftewel die malle kapjes met draadjes die je vaak ziet bij artikelen over hersenonderzoek. Ik besloot dus uit te zoeken wat er in de nabije toekomst allemaal mogelijk zal zijn als EEG eenmaal mainstream gaat. En die tijd komt misschien sneller dan je denkt.

Omdat het mij aan kennis hierover ontbreekt, belde ik met Jason Farquhar van het Donders Instituut in Nijmegen. Jason heeft een achtergrond in besturingssystemen van drones, maar besloot op een gegeven moment over te stappen naar onderzoek naar BCI's, Brain-Computer Interfaces. "Veel van de zelflerende algoritmes die ik programmeerde voor UAV's bleken vergelijkbaar te zijn bij hersenonderzoek. Beiden zijn tenslotte gericht op het begrijpelijk maken van complexe signalen."

Jason kwam van het Max Planck Instituut naar Nijmegen omdat de Nederlandse overheid in 2007 een smak geld beschikbaar maakte voor onderzoek naar hoe computers bestuurd kunnen worden met enkel gedachten. Dit is in het klassieke geval handig voor bijvoorbeeld verlamde mensen om te communiceren met de buitenwereld. Heel erg interessant en wenselijk, maar ik was meer geïnteresseerd in hoe deze technologie gebruikt zou worden in het dagelijkse leven van gezonde mensen.

"De meest voor de hand liggende toepassing is natuurlijk in gaming. Het idee is dan om zo'n EEG-apparaat te gebruiken als een nieuwe manier om een game te besturen, zoals de Kinect en de wii-mote dat eerder waren." Dat zou een interessante toevoeging zijn natuurlijk, en is nu al compleet mogelijk. Sinds een paar jaar zijn er namelijk relatief goede en goedkope EEG-apparaten beschikbaar voor consumenten.

Zo noemde Jason het Open BCI Project dat nu op Kickstarter staat, de Emotive headset die al een paar jaar verkrijgbaar is, de Interaxon Muse en de Neurosky One. De apparaten kosten tussen de drie- en vierhonderd euro en hoewel ze niet wetenschappelijk getest zijn, meten ze volgens Jason wel degelijk hersenactiviteit en kunnen ze ook toegepast worden in andere dingen dan alleen gamen.

Een voorbeeld van een non-game toepassing als mogelijke behandeling voor ADHD wordt nu uitgeprobeerd. Het idee is dat een gebruiker een bepaalde frequentie die opgepikt wordt uit hun hersenen op een beeldscherm ziet. De onderzoeker vertelt de gebruiker dan bijvoorbeeld dat dat signaal te hoog is en dat ze die lager moeten proberen te krijgen. Omdat ze directe visuele feedback krijgen van hun hersenactiviteit, kunnen gebruikers ondanks dat ze niet weten wat ze nou eigenlijk doen, het signaal moduleren tot de gewenste hoogte. Resultaten lijken tot nu toe positief, en de behandeling schijnt te werken bij mensen met ADHD.

Ok, sick. Maar waarom is het er nog niet voor mensen zoals jij en ik? Normale mensen die gewoon hun computer willen besturen door heel hard na te denken? "Er is voor echte commerciële toepassing nog geen killer app," duidend op het techjargon voor een toepassing die een apparaat onmisbaar maakt, "maar iets wat zou kunnen werken is een app waarbij je 'arousal' wordt gemeten, oftewel hoe geconcentreerd je bent."

Dit zou overduidelijke toepassingen hebben in de hele beweging van de Quantified Self, je weet wel, van al die fitness-trackers enzo. Je zou met een EEG-headset naast je hartslag en bloeddruk ook je mentale gezondheid kunnen gaan bijhouden. Je zou de momenten op de dag wanneer je het meest alert bent kunnen gaan tracks, zodat je je productiviteit daarop aan kan passen. Of de momenten wanneer je REM-slaap bereikt, om je slaappatroon te verbeteren. "Dat zou echt cool kunnen zijn, maar het enige probleem is de huidige headsets veel te oncomfortabel zijn om mee te slapen."

Een andere tak van commercie die de EEG heeft ontdekt is natuurlijk marketing. Want wie heeft er meer baat bij het weten wat mensen denken of voelen dan mensen die dingen willen verkopen? Over de hele wereld schieten zogenaamde neuromarketingbedrijven als paddestoelen uit de grond. Ik dacht altijd dat die onzin verkochten, maar volgens Jason worden ze bloedserieus genomen. Neuromarketers testen in het lab hoe mensen reageren op advertenties, om te vooraf te checken of reclames gaan werken.

"Dit gebeurt nu nog alleen in labs, en niet in het 'wild' dus ik ben nog vrij sceptisch over de resultaten," aldus Jason. Maar dat kan gaan veranderen als EEG-apparaten normaal beginnen te worden. En dat zou sneller kunnen zijn dan je denkt.

De Interaxon Muse lijkt nu al op een bril, dus het zou niet zo heel gek zijn als er een EEG-functie binnen afzienbare tijd geïntegreerd gaat worden in een Glass-achtig apparaat. En dan krijgen bedrijven ineens wel je informatie uit het wild. Maar aan de andere kant krijgen wij er ook fantastische applicaties voor terug.

Een groep studenten van Jason had bijvoorbeeld een toepassing bedacht die detecteert wanneer iets 'op het puntje van je tong' ligt, zoals bij pakweg 80% van de namen van mensen die ik op straat tegenkom. Dat signaal zou doorgegeven kunnen worden aan je Glass, die dan de foto matcht met je database en een naam op je display projecteert. Superhandig!

Of dat problemen gaat opleveren voor de privacy van gebruikers was Jason nog onzeker. Het grote probleem van EEG is namelijk dat de resolutie van het signaal erg laag is. Bij zo'n commerciële headset heb je bijvoorbeeld 10 elektroden die signalen oppikken van pakweg 100 miljard neuronen. Dat betekent dat elk signaal het apparaat iets kan vertellen van heel veel neuronen bij elkaar. De grote dingen dus: concentratie, verrassing of bewustzijn.

Dat zou de komende tien jaar nog wel kunnen verbeteren. Volgens Jason zou misschien afgeleid kunnen worden of je blij of verdrietig bent, en heel misschien een indicatie van wat je ziet of hoort. Niet dat je daar een beeld van kan maken en je dromen terug kan kijken, maar wel het verschil tussen donker en licht, of misschien zelfs tussen het denken aan een persoon of een kat. Leuk, maar niet verschrikkelijk nuttig.

Maar! Toen kwam er een enthousiaste toon in Jason's stem. Hij vertelde namelijk dat de reden dat spraak- en beeldherkenning van computers de afgelopen jaren zo verschrikkelijk verbeterd is, is dat er zoveel data beschikbaar is. Zelflerende algoritmes hebben dus een enorme bron waar ze uit kunnen putten. En datzelfde zou, heel misschien, ook kunnen gebeuren bij EEG.

Want stel nou dat iedereen zo'n ding gaat dragen, dan zou er ook superveel data zijn. En als die data allemaal gecombineerd wordt met alle andere beschikbare data, dan zouden er wel eens dingen mogelijk kunnen worden waarvan lang werd gedacht dat ze niet mogelijk zouden zijn.

Denk dan bijvoorbeeld inderdaad aan het terugspelen van je dromen, of je herinneringen. Of je computer echt volledig besturen met alleen je gedachten. Of 'gedachtechatten' met een ander persoon. Omg, hoe vet zou dat zijn?! Speculatief, maar wel heel erg dope.

Enfin, als het aankomt op BCI's voor gezonde mensen zijn EEG's dus voor de komende tijd onze beste hoop op een toekomst waarin we alles kunnen doen zonder te bewegen. Heerlijk.

Oh en wil je trouwens meer weten over wat we allemaal binnenkort met het brein kunnen doen? Ga dan naar Hack the Brain, dit hele weekend in De Waag in Amsterdam.