Met meer dan de helft leven zes mensen met sensoren ingebed in de bloedvaten in hun hersenen, waardoor ze rechtstreeks met hun computers kunnen communiceren. De deelnemers, die allemaal ernstig verlamd zijn, nemen deel aan een onderzoek dat hun leven zou kunnen veranderen en een keerpunt zou kunnen betekenen in de brain-computer interface (BCI)-technologie. In 2024 zal blijken of de technologie zijn weg naar de kliniek blijft vinden.
Tot nu toe hebben slechts ongeveer 50 mensen ooit een BCI in hun hersenen geïmplanteerd gekregen. En slechts een handjevol van deze mensen heeft het laboratorium verlaten om ze in de echte wereld te gebruiken, aangezien bij de meeste BCI-implantaten draden uit het hoofd steken. De nieuwe studie is de grootste proef op mensen met een volledig implanteerbaar BCI-systeem voor thuis.
En nee, de fabrikant van dit apparaat is niet Neuralink van Elon Musk. Het is een bedrijf genaamd Synchron, dat stilletjes de race leidt om BCI-implantaten op de markt te brengen.
Synchron’s Stentrode wordt via de halsader ingebracht en in een bloedvat boven de motorcortex geschroefd. Synchroniseren
“Synchron is de eerste die het BCI-concept op de markt brengt [implants] op een betekenisvolle manier, en ze maken de weg vrij voor het hele veld”, zegt Nick Ramsey, een klinische neurowetenschapper aan het Universitair Medisch Centrum Utrecht in Nederland, die niet betrokken was bij de ontwikkeling van het apparaat van Synchron. “Het zou al een tijdje op de markt kunnen zijn [other] apparaten concurreren ermee”, zegt hij.
Als het systeem van Synchron werkt, zal het mensen met ernstige verlammingen een manier van communiceren van onschatbare waarde bieden. Veel potentiële gebruikers lijden aan beroertes of degeneratieve ziekten waardoor ze ‘opgesloten’ zijn: zich bewust van hun omgeving, maar zonder ander communicatiemiddel dan knipperen. Met een BCI-implantaat kunnen ze basiscomputertaken uitvoeren – zoals sms’en en toegang krijgen tot digitale gezondheidszorgdiensten – zonder een spier te bewegen.
Synchron was de eerste die zijn apparaat implanteerde bij vier mensen in Australië. Het bedrijf verplaatste vervolgens zijn activiteiten naar Brooklyn, New York, en zit nu midden in een Amerikaans haalbaarheidsonderzoek waarbij nog zes mensen betrokken zijn. Het bedrijf verwacht in juni zijn gegevens ter beoordeling aan de Amerikaanse Food and Drug Administration te kunnen voorleggen. Als de resultaten goed zijn, zal het bedrijf de goedkeuring van het bureau vragen om verder te gaan met een groter onderzoek dat zal bepalen of deze BCI zal worden goedgekeurd voor klinisch gebruik.
De stentrode vangt neurale signalen op vanuit het bloedvat op het oppervlak van de hersenen. Synchroniseren
Eén groot voordeel van het Synchron-apparaat: er is geen open hersenoperatie voor nodig. In plaats daarvan wordt het als stent geleverd. Een reeks van 16 elektroden, die de elektrode erachter sleept, wordt in de halsader van de hals ingebracht en vangt een bloedvat op nabij de motorische cortex van de hersenen. Wanneer het zijn bestemming bereikt, barst het los in een buisachtig schavot dat tegen de binnenwand van het bloedvat past. Daar registreert de Stentrode de elektrische activiteit afkomstig van nabijgelegen hersenweefsel. De stentrode is via een kabel verbonden met een kleine ontvanger-zender in de borstkas, die draadloos gegevens naar een extern digitaal apparaat verzendt.
Om met de computer te communiceren, denkt de gebruiker van het systeem van Synchron na over een specifieke motorische beweging, zoals het bewegen van zijn of haar been. Hoewel de gebruiker zich fysiek niet kan bewegen, creëren deze gedachten elektrische activiteit in de motorische cortex die vrij gemakkelijk te detecteren is. Een extern apparaat vertaalt die gegevens vervolgens in een eenvoudig computercommando.
Een patiënt met een Synchron-hersenimplantaat gebruikt haar gedachten om door een iPhone-menu te navigeren. Synchroniseren
De enige computeropdrachten die het Synchron-systeem momenteel kan genereren zijn klikken en een scrollfunctie. Het klikcommando kan worden gebruikt in combinatie met speciale ondersteunende software die langzaam door webpagina’s bladert en verschillende interessegebieden benadrukt waarop de gebruiker kan klikken. Synchronisch is beperkt tot deze twee commando’s vanwege de kwaliteit van de hersensignalen die vanuit het bloedvat kunnen worden gedetecteerd. “We registreren signalen op populatieniveau van neuronen, en niet op het niveau van individuele eenheden”, zegt Tom Oxley, CEO van Synchron.
Deze opzet is aanzienlijk minder geavanceerd dan BCI’s afkomstig van andere bedrijven en academische groepen. “Het huidige onderzoek is gericht op het opvangen van meer signalen uit een groter deel van de cortex, zodat je complexere bewegingen of spraak kunt decoderen”, zegt Ramsey, die in 2016 de eerste implanteerbare BCI bij mensen heeft getest. “Om spraak te decoderen, moet je minstens 100 elektroden.”
De concurrenten van Synchron zijn onder meer Neuralink van Elon Musk en rivaliserende Precision Neuroscience. De BCI van Neuralink heeft 1.024 elektroden verspreid over 64 ultradunne draden, die chirurgisch moeten worden geïmplanteerd door een aangepaste robot. Het bedrijf testte het op dieren en zei in mei 2023 dat het groen licht had gekregen van de FDA om het op mensen te testen, nadat het bureau het verzoek aanvankelijk had afgewezen.
De BCI van Precision Neuroscience bevat 1.024 elektroden op een flexibele film van één vierkante centimeter. In 2023 voerde het bedrijf pilotstudies bij mensen uit waarbij tijdelijk een film op het oppervlak van de hersenen werd geplaatst terwijl mensen een niet-gerelateerde tumoroperatie ondergingen.
Maar de complexiteit van deze apparaten en hun implantatieprocedures kunnen jaren van klinische tests met zich meebrengen, terwijl Synchron de goedkeuring door de regelgevende instanties versnelt. “We vertrouwen op de eenvoud van ons systeem”, zegt Oxley van Synchron. De hersensignalen die motorische bewegingen vertegenwoordigen, zijn bij iedereen voorspelbaar en vergelijkbaar, zegt hij, zodat patronen onmiddellijk kunnen worden gedecodeerd; de gebruiker hoeft geen weken of maanden een deep learning-algoritme te trainen om iemands unieke hersenpatronen te herkennen. “Ons apparaat werkt vanaf de eerste dag”, zegt hij.
Uit artikelen op uw website
Gerelateerde artikelen op internet