PC besturen door middel van gedachten

Een bedrijf uit Massachusetts genaamd Cyberkinetics heeft een systeem ontwikkeld dat het mogelijk maakt om je hersenen direct in je pc in te pluggen, zo is te lezen op de site van Wired. Het doel van dit systeem is om zwaar lichamelijk gehandicapten een permanente interface te bieden om zo een pc, robot of zelfs uiteindelijk hun eigen ' bedrade' spieren te bedienen. Het is de bedoeling het implantaat genaamd BrainGate dit jaar nog te testen bij vijf mensen die vanaf de nek verlamd zijn. Als de tests succesvol zijn is een uiteindelijk produkt dat gebruik maakt van deze technologie in 2007 op de markt te verwachten.

Cyberkinetics heeft de technologie al getest op apen die met hun gedachten een cursor over het scherm leerden bewegen en heeft nu toestemming gevraagd om de implantaten bij mensen te testen. CEO Surgenor van Cyberkinetics maakte de vergelijking met de Matrix-films, waarin men ook kan 'inpluggen' in computers, hier een voorbeeld hoe dat eruit ziet. Een mogelijke markt naast de mensen die lichamelijk gehandicapt zijn zouden mensen die hun 'hersenbandbreedte' willen vergroten kunnen zijn. Het militaire Darpa sponsorde een deel van het originele onderzoek met het doel om soldaten makkelijker met complexe situaties om te laten gaan.

Surgenor wil de nieuwe technologie snel beschikbaar maken aan patiënten aangezien er in de VS alleen al ongeveer 160.000 mensen zijn die hun armen en/of benen niet kunnen gebruiken, een markt die hij op zo'n twee miljard dollar schat. Het implantaat is gebaseerd op ruim tien jaar onderzoek naar hersensignalen en het interpreteren ervan. BrainGate draait om een computerchip waarvan de afmetingen twee bij twee millimeter zijn en die ongeveer honderd electroden aan boord heeft. De zogenaamde 'plug' zal met behulp van een soort klittenband aan neuronen in de motor cortex worden gekoppeld die in de hersenen vlak boven het rechteroor zit.

Onderzoekers kunnen via de 'plug' tegelijkertijd naar de signalen van zo'n vijftig à honderdvijftig neuronen luisteren. Die signalen worden via een glasvezelkabel door een apparaat ter grootte van een VHS-tape ontvangen, die het omzet naar digitale signalen. Daarna wordt de data vanaf de 'digitizer' verstuurd naar een computer die de signalen vertaalt naar voor computers begrijpelijke taal. Het hele systeem moet volgens Surgenor uiteindelijk geheel draadloos gaan worden.

Een Acute Microelectrode Array Assembly met IDC-connectors

Reacties (152)

[mars]

Bij dit soort berichten slaat de fantasie van sommigen altijd op hol en hoor je altijd weer de gekste dingen over de Matrix en zo (p.s. zelf heb ik, in het kader van mijn promotieonderzoek, jarenlang hersensignalen gemeten, dus ik weet wel een beetje waarover ik spreek). De potenties van dit soort informatieoverdracht methoden zijn namelijk fundamenteel beperkt; niet alleen is de bandbreedte erg beperkt (je kunt imers maar een beperkt aantal neuronen monitoren), maar ook de inhoud van de informatie zelf is beperkt (informatie wordt parallel verwerkt in het brein en daarom codeert ieder neuron voor slechts een klein deel van de informatie, m.a.w. neuronen zijn gespecialiseerd in een beperkt aantal taken). Vergelijk het een beetje met het aftappen van een paar honderd semi-willekeurige schakelingen in je CPU. Vervolgens start je je PC op en probeer je aan de hand van het signaal op de schakelingen te achterhalen welk besturingssysteem en programma's er allemaal draaien. En vervolgens wil je op deze schakelingen ook nog eens je PCI-express poort aansluiten om nog even wat programmaatjes te laden, zonder dat je daarbij de draaiende hard en software aan kunt passen

[Anoniem: 93910]

Bij dit soort berichten slaat de fantasie van sommigen altijd op hol en hoor je altijd weer de gekste dingen over de Matrix en zo (p.s. zelf heb ik, in het kader van mijn promotieonderzoek, jarenlang hersensignalen gemeten, dus ik weet wel een beetje waarover ik spreek).

Ja oke. Maar men had vroeger ook onderzoek gedaan naar vliegen, en dacht dat het een fabeltje, was en zou blijven. Het is niet een stomme gedachte dat dit een begin is voor toekomstig potentieel gevaar is, toch?
Ookal lijkt het nu nog maar kinderspel vergeleken de zogenoemde 'fantasieën'.

[mars]

Ja, das waar maar we vliegen nu toch ook niet met onze vleugels maar met vliegtuigen? Maw, als we echt begrijpen hoe het brein werkt (net als we tegenwoordig echt begrijpen hoe we kunnen vliegen) is het wsl eenvoudiger en efficienter om de dingen die een brein kan (denken) door een apparaat (computer) uit te laten voeren. Waarom dan nog moeilijk doen met neuronen?

[K.C.]

Een knappe vinding die mensen met een handicap / RSI echt beter helpt dan het "geklooi" met stokjes e.d.. Hopelijk gaat dit bedrijf straks niet haar vinding dichttimmeren met patenten of duur verkopen.

// For the fun //

Wat nou als we straks computers hebben die zlef gaan denken, slimmer zijn dan de gebruiker en tot de conclusie komen dat de gebruiker overbodig is en geformatteerd kan worden

Of wat te denken van het gemiddelde schietspel, wordt een beetje bang voor "Game Over", voor mij geen Terminator spelletjes op de PC.

// end of fun //

[MikeyMan]

het zat er natuurlijk aan te komen, en voor veel mensen is dit natuurlijk ook een welkome ontwikkeling. Vraag me alleen af hoelang het weer gaat duren voordat mensen er misbruik van gaan maken, of voordat het signaal de andere kant opkan. Dus precies zoals in the matrix, dingen leren door data over te pompen. Maar dit laatste zal natuurlijk nog wel even duren, omdat dit in een heel ander deel van de hersenen zit.
Trouwens, hadden ze hier niet ff bluetooth aan kunnnen hangen ofzo? zo'n draad lijkt me ongemakkelijk als je je benen net de opdracht hebt gegeven om te lopen...

[real[B]art]

Het hele systeem moet volgens Surgenor uiteindelijk geheel draadloos gaan worden.

Maar ik betwijfel of Bluetooth voldoende bandbreedte biedt.

[update]
Ben even op onderzoek uitgeweest om mijn uitspraak hierboven te ondersteunen... maar helaas:

Op www.bluetooth.com is te lezen:

[...] Bluetooth's future prospects are restrained by limited bandwidth of around 500Kbps [...]

In het artikel op Wired is te lezen dat er op dit moment gebruik gemaakt wordt van 100 electroden. Helaas staat er niets bij over de sample rate. Maar om met 100 electroden 500.000bps aan bandbreedte te vullen moet je een sample rate halen van 5kHz (hierbij laat ik eventuele CRC's of parity bits buiten beschouwing en ga ik ervan uit dat elke electrode 1bit per sample levert).
Ik heb het sterke vermoeden dat deze sample rate op dit moment meer dan genoeg is.

Iets praktischer ingesteld; Het is natuurlijk veel handiger om alle benodigde electronica op danwel geïmplanteerd in het lichaam te dragen, ook een draadloze verbinding zou ik persoonlijk niet zien zitten als je de hele dag zo een karretje achter je aan moet slepen
[/update]<div class=r>[Reactie gewijzigd door real[B]art]</div><!-- end -->

[anonimoes]

Je begrijpt het systeem volgens mij verkeerd, de 'data' die vanaf die chip verstuurd wordt is niet digitaal (dat is het pas na dat "apperaat ter grootte van een vhs tape"). Je kan dus ook niet spreken van bits per seconde omdat het hier om analoge signalen gaat. Men zou dus of een manier moeten vinden om die a/d conversie al in die chip te doen en er dan een draadloze verzending aan toevoegen. Of ze moeten gebruikmaken van een verzendmethode voor analoge gegevens.

[AdLentis]

Bluetooth is ook niet echt stabiel te noemen. Een connectie wordt te makkelijk verbroken, stel je voor dat je net een glas melk optilt...

[algemeen]
Ik zou het in de toekomst wel leuk vinden als ik kon autorijden zonder ook maar een gaspedaal of stuur aan te raken...
[/algemeen]

[Jack Flushell]

Ik zou het in de toekomst wel leuk vinden als ik kon autorijden zonder ook maar een gaspedaal of stuur aan te raken...

Taxi heet dat

[boesOne]

Dus precies zoals in the matrix, dingen leren door data over te pompen. Maar dit laatste zal natuurlijk nog wel even duren, omdat dit in een heel ander deel van de hersenen zit.

Data in de hersenen pompen is nog niet zo simpel.
Dit is eigenlijk alleen maar het afluisteren van de hersenen.
Om zinvolle data in het brein te krijgen zul je eerst moeten weten hoe informatie en het begrip van/relaties tussen de info in het brein opgeslagen zit.

Dat is op dit moment nog niet duidelijk. Neurale netwerken verklaren wel het een en ander, maar zijn geen hersenen. De vraag is dus ook of je neurale netten wel mag vergelijken met hersenen.

Darpa is vooral opzoek naar manieren om veel en complexe data op een makkelijke manier aan de indiviuele soldaat te presenteren op een begrijpelijke manier. Dit omdat men bezig is de soldaat zelfstandiger te maken. Een manier zou zijn om rechtstreeks op de oogzenuw in te pluggen en daar info te projecteren.

[basb]

(mierenneukmode)
Matrix heeft het inplug idee gewoon gepikt.. net als zoveel verhaal elementen in die film.
De combinatie van het betere pik-werk leverde overigens wel een erg leuke film op

[boesOne]

Yep, van William Gibson : Neuromancer

[Ramzzz]

Enne, Johnny Mnemonic...

[DriesA]

Trouwens, hadden ze hier niet ff bluetooth aan kunnnen hangen ofzo?

Ik ben geboren voor 2001 en dus niet bluetooth-compatibel. Ik vrees dat ik een paralelle kabel moet gebruiken.

[prototype]

Het signaal kan ook andersom gaan ja, maar stel je eens voor dat het signaal onderschept kan worden (zeker als het draadloos is). Dan zou diegene die aangesloten is op het systeem een soort marionette poppetje zijn die gedwongen is de wil van iemand anders bijvoorbeeld uit te voeren... en tjah, of encryptie nou DE oplossing is betwijfel ik ten zeerste. (Denk overigens aan een WIFI netwerk.)

[Anoniem: 79257]

Marionettepoppetje? Neennee, chaos! Je hersenen zouden zelf ook nog signalen uitzenden (ik neem aan dat het niet de bedoeling is dat die chip je hersens uitschakelt ;-)). Met andere woorden, zelf zeg je beweeg mijn been vooruit, een ander zegt via die chip: doe dat been nu maar naar achteren. En je been, jach, hersencrash, even herstarten? Denk dat het effect moeilijk te voorspellen is (behalve mischien door de experts van die hersensignalen), denk ook dat het niet echt zeer aangenaam zal zijn ;-)

[Q-collective]

Yuri is my master

[LMC]

Wellicht is het ook interessant voor een andere patienten-groep, namelijk de RSI-groep. Dat maakt meteen ook een enorm extra breed draagvlak (d'r zijn nogal wat RSI-patienten).

Risico natuurlijk dat je dan je RSI verplaatst naar net boven je rechter oor

Maar ik zie het toch als een stap opweg naar integrale communicatie tussen brein en computers. Weg met de muis en het toetsenbord. Als ik op termijn tekst maar hoef te denken om hem op het scherm te laten verschijnen (dit is natuurlijk nogal wat stapjes verder dan een muis in de juiste richting laten bewegen met X verschillende neuronen-signalen), dan teken ik daar nu meteen voor.

[amn]

RSI wordt ook gediagnosticeerd in de hersenen: dus gewoon een overbelasting van een deel van de hersenen (geen idee of dit dan enkel aan gedrag is 'afgelezen' of fysiologisch onderzocht)

Niet de benaming is natuurlijk van belang, maar de mogelijkheid bestaat dat door deze technologische ingreep teveel gebruik wordt gemaakt van bijv enkele neuronen/spierbundels.

Dus inderdaad wel een breder draagvlak, maar misschien nog moeilijker te reguleren: pijn in je pols is vast makkelijker vast te stellen dan de concentratieproblemen die zouden kunnen optreden door bijv. teveel gebruik van je 'gedachtenmuis'.

[Frag_inc]

Lijkt me een klein probleempje geven bij mensen die niet velamt zijn. Als ze dan de cursor bewegen gaat dan ook hun hand bewegen ofzo. Of moet je dan leren om bepaalde virtuele armen te bewegen ofzoiets?

[Anoniem: 93910]

Nog een punt dat volgens mij nog niet benaderd is.
Heeft men ook wel stilgestaan bij het feit hoe nauwkeurig je gedachten moet controleren..?
Heeft iemand ooit gemerkt hoe verslaafd wij zijn aan denken? Wij zijn amper in controle in ons denken, wij zijn eerder slaven aan ons denken, dan dat wij het denken regeren. niet?
Lijkt mij dat het chaos zal veroorzaken op het scherm, hoe zal dat worden opgevangen?

[_Droopy]

JUIST!!!!
Dat zat ik (tussen die 12 andere gedachten-flarden door) nou ook te denken.

Ik zelf (en al die miljoenen andere ADHD-ers met mij) zou zo'n pc nog een aardige overload kunnen bezorgen waarschijnlijk.

Ik zie uiteraard ook een hoop van de mogelijkheden van deze ontwikkelingen die zowel voor nuttige dingen als voor negatieve dingen gebruikt kunnen worden, maar een aantal van de opmerkingen die hierboven staan zijn toch echt dusdanig toekomst muziek, dat wij die niet meer mee gaan maken.

Ik ben nu 25 en verwacht toch echt niet dat text invoeren via een pluggie in m'n hoofd tot een van de dingen behoord die in op m'n ouwe dag nog eens zal doen of al dat jonge grut van dan kan benijden omdat hun dit wel kunnen en ik niet. (incompatibiliteit? )

Maar uiteraard kan dit mij zich niet hard genoeg ontwikkelen, don't get me wrong here.

[Anoniem: 102927]

Als je een pc kan sturen met je gedachten, betekend dit ook dat een pc (in beperkte mate) je gedachten kan lezen. Geen ondervragingen leugendetectors meer nodig! ZE LEZEN HET GEWOON UIT JE HOOFD.

Hoe ver gaat de straling van hersengolven? Vandaag moet er nog een band rond je hoofd zetten, maar morgen kunnen ze de golven waarnemen vanop een paar meter afstand, en dan? Je zal het wel sneller weten als je vent of vrouw je bedriegt, maar dit geldt ook voor je buren! Of moeten we dan in een met kippengaas geïsoleerd huis gaan wonen

Het zou natuurlijk wel de achterstand in onze rechtbanken wegwerken

[YopY]

Hersengolven zijn al ontmeetbaar als ze een centimeter van je hoofd af zijn.

[Anoniem: 65133]

Even een kleine verbetering.... in het engelstalige artikel staat:

... "about the size of a VHS tape"...
en in het vertaalde artikel:
... "apparaat ter grootte van een videorecorder"...

Een klein, maar in de wereld waar millimeters tellen wellicht cruciaal foutje

[djexplo]

vijftig à honderdvijftig neuronen luisteren.

Maar ik betwijfel of Bluetooth voldoende bandbreedte biedt.

Een neuron geeft pulsjes af, met één bit kan dus gedecteerd worden of er een pulsje wordt afgegeven. Deze pulsjes hebben een maximale frequentie van 250hz. Dit betekend dus een data snelheid van 150x250=37,5 Kbit/sec , dus bluetooht is ruim snel genoeg ...

[Timfonie]

Interessante ontwikkeling!
Dit principe van rechtstreekse koppeling tussen neuronen en de buitenwereld werkt alleen goed na intensieve training. De gebruiker moet namelijk leren in staat te zijn die specifieke neuronen aan te sturen die aan het interface hangen. Je kunt niet denken: "en nu ga ik die die neuron aansturen", maar door voortdurende feedback is het toch mogelijk om uiteindelijk deze neuronen op commando te triggeren en zo signalen de buitenwereld in te sturen.
De mogelijkheid tot bewuste aansturing van elke gekoppelde neuron afzonderlijk lijkt me onwaarschijnlijk. Algeheel zullen wel verschillende signalen naar de interface kunnen worden gestuurd, zodat meer mogelijk is dan alleen het aan/uit- of 1/0-principe.

We hoeven niet bang te zijn dat de interface te invloedrijk de andere kant op werkt: dat kan alleen als je bewust jezelf intensief traint om bij het ontvangen van bepaalde signalen een associatie te leggen met specifieke gedachten. Je zou dat laatste kunnen vergelijken met het leren 'luisteren' of 'zien' met behulp van een nieuw zintuigje dat slechts honderd neuronen aanstuurt.

Ik zie het als een zeer positieve ontwikkeling voor zwaar lichamelijk gehandicapten en zoals eerder in deze thread gemeld, interessant voor RSI-ers (ben zelf een ernstig geval ). Ik houd al jaren dit soort ontwikkelingen in de gaten. Helaas is detectie op neuron niveau buiten de schedel niet mogelijk, dus zullen er gaatjes geboord moeten worden. Dan bedenk ik me ook mogelijke nadelen, zoals de kans op infecties. Maar hoe dan ook, ik zie het als een grote vooruitgang.

[Tjeerd]

In Duitsland zijn ze er ook al een tijdje mee bezig:

www.uni-tuebingen.de/medizinischepsychologie/index.html

en BCI (Brain Computer Interface)

www.uni-tuebingen.de/medizinischepsychologie/projekte/als.htm