Het is onderzoekers gelukt om twee resusapen een rolstoel te laten besturen via een brain machine interface. De onderzoekers verbonden de bmi rechtstreeks met het brein van de apen door middel van geïmplanteerde elektrodes.
De conclusie van de studie is dat het mogelijk is om een menselijke patiënt met verlammingsverschijnselen in een gemotoriseerde, elektronische rolstoel te zetten, waarbij de patiënt kan leren om de rolstoel te besturen met een implantaat dat rechtstreeks in de hersenschors is aangebracht. Dat zegt hoofdonderzoeker Miguel Nicolelis van de Duke University in de Verenigde Staten in een interview met The Guardian.
Het onderzoek zelf, dat verscheen in Scientific Reports, beschrijft hoe de resusaapjes 'K' en 'M' met behulp van een implantaat in de hersenen een rolstoel konden besturen. De maximale snelheid waarmee de rolstoel voortbewoog, was 28 centimeter per seconde.
Voordat de apen de rolstoel konden besturen met de bmi, werd de activiteit in de hersenen van de dieren gemeten. Ze werden hiervoor in de rolstoel gezet, waarna de rolstoel dertig keer vanuit drie verschillende posities reed naar een automaat op zo'n twee meter afstand, waar een vrucht uit kwam rollen. Hoewel er in een rechte lijn gereden had kunnen worden, werd het traject niet recht afgelegd. Met deze oefening konden de onderzoekers de signalen uit de neuronen meten die corresponderen met de bewegingen van de rolstoel. Op die manier konden de algoritmes gevoed worden met informatie, afhankelijk van de afgelegde weg.
Die kennis werd vervolgens omgekeerd gebruikt. Als die signalen in het brein van de apen gevormd werden, kon hiermee de rolstoel bewogen worden. Tijdens de testperiode verbeterden de rijkunsten van de dieren. Aapje K verbeterde bijvoorbeeld zijn snelheid om bij het fruit te komen van 43,1 naar 27,3 seconden.
Vanaf het moment dat de apen zelf de rolstoel moesten besturen, veranderde het patroon van de activiteit van de neuronen ten opzichte van het patroon toen ze als passagier in de stoel zaten. De neuronen leken beter getweakt te worden voor de afstand tussen het startpunt van de rolstoel en de fruitautomaat.
Om te bewijzen dat M en K echt iets leerden tijdens de experimenten, werd de relatie tussen de activiteit in het brein en de beweging omgekeerd, zodat ze achteruitgingen als ze verwachtten vooruit te gaan. Na deze ingreep verbeterde de navigatieprecisie sterk.
De studie laat vooral zien dat het mogelijk is om een 'abstract' apparaat te besturen met een koppeling tussen hersenen en machine. Al eerder lukte het om een aap een armprothese te laten besturen, maar een dergelijke prothese lijkt nog steeds veel op een echte arm.
De Duke University experimenteert al lang met resusapen en het gebruik van hun hersensignalen om dingen te laten bewegen. In 2007 slaagden onderzoekers er bijvoorbeeld al in om robotbenen te besturen over een grote afstand. Deze dieren liepen wel zelf en de signalen daarvan werden doorgestuurd naar een lab in Kyoto waar de robotbenen vervolgens bewogen.
Bij mensen worden wel implantaten geplaatst die rechtstreeks op de zenuwen van de lokale spieren zijn aangesloten. Om hersenactiviteit te meten, wordt bij mensen gebruikgemaakt van elektro-encefalografie via de hoofdhuid, wat ook werkt, maar veel minder goed dan rechtstreekse implantaten.