Pratende hersenen: communiceren zonder te spreken door middel van hersen-computerinterfaces

Voor sociale wezens zoals de mens is communicatie essentieel. Er zijn echter bepaalde omstandigheden die verbale communicatie moeilijk maken. Recente studies hebben met behulp van hersen-computerinterfaces hersensignalen weten om te zetten in spraak, zodat ze patiënten met een spraakbeperking kunnen helpen met communiceren zonder dat ze hoeven te praten.

This post is also available in Engels.

Spraak is een belangrijk kenmerk dat de menselijke communicatie onderscheidt van die van dieren. We brengen er informatie mee over en het verbindt ons. Spraak vormt daarmee de essentie van onze relaties en samenleving. Er zijn echter bepaalde aandoeningen, zoals de neurologische aandoening Amyotrofische laterale sclerose (ALS), die ernstige spraakproblemen kunnen veroorzaken en communicatie moeilijk maken. Onlangs hebben twee onderzoeksteams belangrijke stappen gezet in de ontwikkeling van hersen-computerinterfaces (BCI’s). Deze technologie vertaalt hersensignalen naar spraak en zorgt ervoor dat patiënten weer kunnen communiceren.

Hersen-computerinterfaces: machines die gedachten lezen?

Wetenschappers maken al jaren gebruik van methoden zoals fMRI, EEG of geïmplanteerde elektroden om hersenactiviteit te meten. Met de BCI kunnen deze elektrische signalen in de hersenen worden verbonden aan een apparaat zoals een computer. Zo kan de BCI een “Brain-to-text decoding” gebruiken om hersenactiviteit om te zetten in zinnen. Een BCI kan geen gedachten lezen. Wel kan het met slimme algoritmen leren welke hersenactiviteit is verbonden met welke actie.

Video beschrijving: Dit is Pat, een patiënt met ALS. Ze kan 60 woorden per minuut spreken met behulp van de hersen-computerinterface.

Verbinding tussen hersenactiviteit en betekenis

Er is de afgelopen jaren hard gewerkt aan de ontwikkeling van de BCI. Twee onderzoeksteams hebben van de BCI een krachtige tool weten te maken die hersensignalen vertaalt naar zinnen met een snelheid die in de buurt komt van een normale spreeksnelheid. In de video is te zien hoe ALS-patiënt Pat elektroden in haar hersenen geïmplanteerd krijgt die de activiteit in het sensomotorische gezichtsgebied registreren. Dit hersengebied is betrokken bij het bewegen van de gezichtsspieren tijdens het spreken. Om te ontcijferen welke activiteit verband houdt met welk woord, werd Pat’s hersenactiviteit gemeten terwijl ze zinnen aan het lezen was. Deze informatie werd doorgegeven aan een taalmodel (hetzelfde model als ChatGPT gebruikt) dat vervolgens de hersenactiviteit naar spraak vertaalde op het moment dat Pat iets wilde zeggen. Andere onderzoekers gebruikten een vergelijkbare techniek om de spraak bij een patiënt na een beroerte te herstellen. Zij maakten het zelfs mogelijk om hersenactiviteit te vertalen naar kunstmatig stemgeluid.

De toekomst van BCIs

Hoewel deze recente studies laten zien hoeveel potentie deze nieuwe techniek heeft voor patiënten met spraakproblemen, is er ook nog een lange weg te gaan. We moeten de BCI’s nog nauwkeuriger maken en uitzoeken hoe we ze succesvol kunnen inzetten bij patiënten met verschillende aandoeningen. Ook is het belangrijk om deze geavanceerde technologie te laten werken met niet-invasieve methoden die hersenactiviteit meten (zoals de EEG), zodat dat we geen elektroden hoeven te implanteren. BCI’s veranderen onze kijk op verbale communicatie en maken communiceren makkelijker. Ze geven patiënten een stem, zonder dat ze hoeven te praten.

Credits

Auteur: Helena Olraun

Buddy: Viola Hollestein

Redactie: Maartje Koot

Vertaling: Eline de Boer

Redactie vertaling: Judith Scholing

Beeld van sudatimages on shutterstock

+ posts

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Categories