Biologie

brain-computer interface


Inleiding

Van auto’s besturen tot gamen, alles is mogelijk met de brain-computer interface. Tenminste als we enkele enthousiaste onderzoekers mogen geloven. De brain-computer interface (BCI) is zoals het woord al zegt een verbinding tussen je brein en een computer. Elektrische potentialen die opgewekt worden in je hersenen worden omgezet in data en zodanig verwerkt dat het bruikbare gegevens oplevert, waarmee veel verschillende taken uitgevoerd kunnen worden.

Werking

De BCI meet de elektrische potentialen die opgewekt worden door de neuronen in de hersenschors. Daarvoor wordt er een elektrode geplaatst in de hersenschors, het buitenste gedeelte van je hersenen. In de schors zitten motorneuronen. Motorneuronen zorgen onder normale omstandigheden voor de aansturing van de lichaamsspieren en kunnen dus ook bewust aangestuurd worden. Doordat deze bewust aangestuurd kunnen worden zijn ze ideaal voor experimenten waarbij een proefdier of proefpersoon een specifieke taak uit moeten voeren. Verder is het signaal van de neuronen het sterkst in de hersenen zelf. Zodra je potentialen buiten de schedel gaat meten is er een groot dataverlies doordat de schedel veel signaal tegenhoudt. Het is echter wel mogelijk om een BCI op deze manier te maken. Zodra de potentialen zijn opgevangen, worden ze omgezet in bruikbare data. Enkele voorbeelden zijn: Apen die een robotarm bedienen, ratten die autootjes besturen en reconstructies van beelden die katten zien. De mogelijkheden zijn eindeloos. De grote kracht van BCI’s ligt ook in het grote aanpassingsvermogen van hersenen. Hierdoor zijn de hersenen in staat om complexe handelingen snel te leren.

BCI in de geneeskunde

Vooral in de geneeskunde hebben BCI’s een grote rol te vervullen. Patiënten met geamputeerde lichaamsdelen kunnen protheses krijgen die aangestuurd kunnen worden door de hersenen. Verder kan een BCI ook andersom werken, er kan namelijk ook informatie de hersenen ingestuurd worden. Zo is er een voorbeeld van een blinde man die een prothese heeft gekregen waarmee hij gedeeltelijk kan zien. De techniek is nog lang niet perfect en er wordt dus nog veel onderzoek gedaan naar het verbeteren van het proces.

onderzoeksvragen

Werking
Hoe werkt BCI?

Mogelijkheden
Wat is er allemaal mogelijk met BCI en wat wordt er al gedaan?

Dataverwerking
Hoe zet je de potentiaalverschillen om in bruikbare data?

Potentialen
Hoe ontstaan de potentiaalverschillen in de hersenen?

Geneeskundige toepassingen

Wat voor toepassingen zijn er te vinden in de geneeskunde?