Informatie uit de hersenen kan waardevol zijn om het dagelijks leven te vergemakkelijken of verbeteren. Logisch dus dat veel techbedrijven zich richten op een verbinding tussen computer en brein. ‘Over een paar jaar ligt dit in de schappen.’
is techredacteur van de Volkskrant, gespecialiseerd in de impact van kunstmatige intelligentie op de maatschappij.
De kamer heeft geen ramen. De muren zijn kaal en het bureau is leeg, op een monitor en toetsenbord na. Ervoor zit een proefpersoon die in volle concentratie via een smartphone een spelletje speelt dat op het scherm wordt vertoond. Het is een soort digitale Dokter Bibber: de jongeman moet zorgen dat hij een ronde houder over een draad beweegt zonder dat hij die raakt.
Hij doet dit niet zomaar; op zijn hoofd zitten plakkers met zo’n tien contactpunten. De eeg-signalen gaan vervolgens via een versterker en een draadloze verbinding naar een computer die de signalen vertaalt naar een eenvoudig te interpreteren beeld.
In dit geval is dat een soort toerenteller die in auto’s zit. Een wijzer geeft aan hoe zwaar het brein op dat moment wordt belast. Ontspant de proefpersoon, dan staat de wijzer links in het groen. Bij het spelen van Dokter Bibber, het oplossen van een ingewikkelde som of het nadenken over een lastige vraag slaat de wijzer direct uit naar rechts, in het donkerrood.
We bevinden ons op een industrieterrein in Delft, waar Zander Labs is gevestigd. Dit is een Duits-Nederlands bedrijf dat zich specialiseert in BCI’s (brein-computer-interfaces). Kort door de bocht zijn dit systemen die hersenen kunnen laten communiceren met een computer.
Hieronder vallen nogal wat verschillende technieken en toepassingen. Waarschijnlijk de bekendste fabrikant is Neuralink, het hersenbedrijf van Elon Musk. Dit richt zich in eerste instantie op patiënten die niet meer kunnen spreken of lopen.
Het gaat om mensen van wie de ledematen of het spraakgedeelte nog intact zijn, maar van wie het hersengedeelte dat verantwoordelijk is voor de aansturing daarvan is aangetast, bijvoorbeeld na een hersenbloeding. De chip, die onder de schedel wordt geplaatst, kan helpen hun gedachten uit te lezen.
Zander Labs doet iets heel anders en richt zich op zogeheten niet-invasieve technieken. Geen chip onder de hersenpan dus, maar metingen van elektrische signalen van de hersenen via sensoren op de hoofdhuid.
Die eeg’s bestaan al heel lang: patiënten krijgen een soort badmuts op met tientallen contactpuntjes die met een geleidende gel op de huid worden aangebracht. Dat is de klassieke methode op de afdeling neurologie van ziekenhuizen.
Wat Zander Labs en andere (neuro)techbedrijven betreft, , is dat te ingewikkeld en tijdrovend voor de vele toepassingen waaraan zij werken voor zowel consumenten als het bedrijfsleven. Ze mikken op kleinere (en slimmere) apparaatjes.
Het zijn niet de kleinste die hiernaar kijken. Apple bijvoorbeeld heeft een patent aangevraagd voor een nieuw soort AirPods die in staat zijn tot het opvangen van signalen dicht bij het oor. Dit hoeft geen verre toekomstmuziek te zijn; inmiddels zijn de eerste consumentenproducten al op de markt.
Een voorbeeld is de koptelefoon van Neurable, een van de bedrijven die zich richten op neurogezondheid. De claim van Neurable luidt: ‘Ontgrendel de geest. Werk slimmer. Leef beter.’ Met de koptelefoon en bijbehorende app kun je volgens de fabrikant beter gefocust blijven en burn-outs voorkomen.
Jan-Willem van ’t Klooster, universitair hoofddocent monitoring- en coachingtechnologieën aan de Universiteit Twente, waarschuwt voor dit soort al te uitbundige claims: ‘Het menselijk brein is enorm complex. Inmiddels weten we ongeveer welk gedeelte welke taken uitvoert, maar dat wil niet zeggen dat we een-op-een de informatie eruit kunnen halen om die vervolgens in een computermodel te modelleren.’
Ook Harm Brouwer, universitair hoofddocent en hoofd van de onderzoeksafdeling Computationele modellen van brein en gedrag aan de Universiteit van Tilburg, hamert op de beperkingen. ‘Het nadeel van eeg’s is dat die technologie ruimtelijk niet echt nauwkeurig is. Met andere woorden: we kunnen niet precies herleiden waar het signaal vandaan komt.’
En sowieso: hoe minder contactpunten, hoe minder data.
Maar, zegt Van ’t Klooster ook: de ontwikkelingen gaan hard. ‘Apparatuur voor de consumentenmarkt op het gebied van meditatie lag al in de schappen, ik verwacht dat over een paar jaar hetzelfde geldt voor BCI’s voor het bedienen van smartphones.’
Een gesprek aannemen, het volume verhogen tijdens het luisteren naar muziek via Spotify: het zijn specifieke en relatief simpele taken die een BCI kan uitlezen en vertalen. Alleen de gedachte aan die handeling is dan genoeg.
Het is niet direct waar ze bij Zander Labs aan denken, zeggen CEO Jonathan Zwaan en onderzoeksdirecteur Laurens Krol. Zij mikken verder. Met hulp van maar liefst 30 miljoen euro aan Duitse subsidie werken ze in Delft en Berlijn aan de ontwikkeling van plakkers voor op het hoofd.
Die hebben veel meer sensoren dan bijvoorbeeld de koptelefoon van Neurable of de paar honderd dollar kostende hoofdband van Muse (‘Train your brain & find your focus’), maar minder dan een complete badmuts.
Het grote nadeel daarvan is het gedoe. Alleen al het aanbrengen van de tientallen elektroden met gel kost de nodige tijd. Zanders doel is om de eeg-apparatuur in het dagelijks leven te introduceren. ‘Je hebt kwalitatief goede data nodig, zonder dat je met zo’n badmuts hoeft te gaan rondlopen’, aldus Zwaan.
Hij ziet een nabije toekomst waarin bijvoorbeeld verkeersleiders, piloten of militairen beter hun werk kunnen doen. Realtime-hersendata zorgen dan voor meer inzicht in hun optimale prestatie onder zware omstandigheden: kan iemand er nog wel een taak bij krijgen, of juist niet?
Zander Labs hoopt nog dit jaar apparatuur te kunnen leveren aan onderzoekers die zich bezighouden met het trainen van piloten of die willen ontdekken hoe ze hun trainingsimulators kunnen verbeteren. Ook Van ’t Klooster noemt het monitoren van de werklast van het brein een interessante toepassing van BCI’s.
Naast het ontwerpen van een simpele en compacte variant van de badmuts is er nog een andere grote uitdaging. Zwaan: ‘Geen brein is hetzelfde. Als je heel precies een mentale toestand zoals ‘verrassing’ wilt kunnen meten én interpreteren, dan moet je je decoding-algoritmen voor ieder persoon kalibreren.’
En dat kost veel tijd. Via een stroom aan deelnemers die plaatsnemen in de kale kamertjes zonder ramen – Zander Labs heeft vier van dat soort identieke ruimtes – verzamelt het techbedrijf veel data. De proefpersonen krijgen een paar uur lang een muts op met 96 kanalen om vervolgens allerlei testen te doen.
Deze geven inzicht in bijvoorbeeld de cognitieve belasting, maar ook iets als ‘verrassing’ is goed meetbaar. Daarna probeert het neurotechbedrijf hieruit met behulp van kunstmatige intelligentie een universeel beeld te destilleren.
Voor het dagelijkse gebruik is uiteindelijk een simpele plakker, in een handomdraai bevestigd, voldoende. In combinatie met de algoritmen biedt die een mooie tussenoplossing, betoogt Zwaan. In elk geval voor het soort toepassingen waarop Zander mikt.
Cognitief wetenschapper Brouwer wijst ook op het verschil in gebruik: ‘Alles waar we aan denken kun je in theorie uit het brein halen, met de juiste technieken. Voor het spellen van woorden heb je veel meer nauwkeurigheid nodig dan voor het uitlezen van cognitieve stress.’
Bij het bedrijf redeneren ze ook de andere kant op: het verbeteren van AI-systemen met behulp van de breindata van mensen.
Onderzoeksdirecteur Krol: ‘Je kunt hersenactiviteit meenemen in het trainen van AI-systemen, naast bijvoorbeeld beeld, geluid of tekst. Op die manier geef je dus menselijke ervaring mee.’ Daarna zijn de hersendata ook weer nuttig voor het daadwerkelijke gebruik van een systeem.
Een concreet voorbeeld is een systeem voor autonoom rijdende auto’s dat zich aanpast aan de rijstijl die de passagiers prettig vinden. Zwaan: ‘Je krijgt dan hyperpersonalisatie. Niet iedereen vindt het prettig als een auto ineens hard accelereert om in te halen, een ander juist wel. Directe feedback vanuit de hersenen helpt bij het vinden van een prettige rijstijl van de automatische piloot.’
Al deze nieuwe toepassingen vormen ondertussen wel een potentieel privacyrisico, stelt Van ’t Klooster: ‘Smartwatches verzamelen al allerlei persoonlijke gezondheidsdata. Dit komt er dan nog bij. Je wilt niet dat dat dit soort gegevens ergens in de cloud bij een techbedrijf terechtkomt.’
Hiervan zijn we ons bewust, verzekert Zwaan: ‘We kunnen geen gedachten lezen, maar ook uit de mentale processen die we meten, kun je veel afleiden. Dat is zeer persoonlijke informatie.’ Zander Labs slaat daarom de informatie op het apparaatje van de gebruiker zelf op. ‘De gebruiker heeft dan de controle over welke data hij deelt.’
Uiteindelijk ziet Krol ook voor chatbots als ChatGPT een nieuwe fase komen: ‘Met alleen taalmodellen gaan we er niet komen. Wat ontbreekt is echte betekenis. Die zit niet in een systeem dat op basis van statistiek woorden op de juiste volgorde zet. Die zit in de wereld en onze menselijke ervaring. Die kunnen we beschikbaar maken voor computers.’
Brouwer is sceptisch over al te hooggespannen verwachtingen op dit punt: ‘Voor specifieke systemen zou dit goed kunnen werken. Bijvoorbeeld door een chatbot voor therapiedoeleinden te verrijken met gegevens uit het brein, zodat de bot informatie krijgt over hoe iemand op een vraag reageert.’
Maar uiteindelijk blijven het modellen op basis van oude technieken uit de jaren zestig, aldus Brouwer. ‘Als we AI écht willen verbeteren, dan heb je fundamentele inzichten vanuit de neurowetenschappen nodig. De evolutie heeft het beste neurale netwerk gemaakt: ons brein.’
Verschillende technieken
Eeg: meet elektrische signalen van de neuronen in de hersenen door sensoren op de hoofdhuid te plaatsen.
fMRI: meet verandering van de concentratie van zuurstof in het bloed in de hersenen met behulp van een MRI-scan.
fNIRS: hetzelfde, maar dan via optische sensoren op het hoofd.
MEA: meet signalen van de hersenen met behulp van een implantaat dat rechtstreeks in de hersenen wordt geplaatst (invasief). Hoge gegevenskwaliteit.
Alles over tech vindt u hier.
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant