Helper in de hersenen. Hoe implantaten ons leven in de toekomst zullen veranderen

2024 Auteur: Malcolm Clapton | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 04:06

In de toekomst zullen hersenimplantaten net zo gewoon worden als een smartphone. Ja, het is niet zo eenvoudig om op te scheppen over een nieuw implantaatmodel, maar de voordelen van zo'n assistent in de hersenen zijn onmiskenbaar. We ontdekten hoe implantaten kunnen helpen in het dagelijks leven.

Wat zou je geven om in het donker te kunnen zien? Of voor een chip in je hoofd, die bij het eerste commando al eerder gelezen informatie kan geven? Of dezelfde chip, maar met de mogelijkheid om online de Wikipedia-pagina in je hoofd te bekijken?

De discipline neuroprothesen houdt zich bezig met de introductie van neurale prothesen in de hersenen. De eerste neurale prothese werd in 1957 gemaakt voor mensen met gehoorverlies. De prothese kreeg de naam "cochleair implantaat" (lat. Cochlea - slak). Het is noodzakelijk voor mensen van wie het gehoorverlies wordt veroorzaakt door schade aan de structuren van het slakkenhuis - het auditieve deel van het binnenoor of de auditieve analysator.

De essentie van de methode is dat er een apparaat in het lichaam wordt geïnstalleerd dat geluidsimpulsen die door een externe microfoon worden gelezen, kan omzetten in signalen die door het zenuwstelsel kunnen worden begrepen. Na verloop van tijd, naarmate de patiënt zich aanpast aan het implantaat, kan hij horen.

Na de creatie van cochleaire implantaten maakte de neuroprothese een enorme sprong voorwaarts. En wat de wetenschap nu doet, lijkt echt op sciencefiction.

Bionische lichaamsdelen

Het creëren van kunstmatige lichaamsdelen die door de hersenen kunnen worden bestuurd als echte, is een van de taken van neuroprotheses. Wetenschappers van de Johns Hopkins University hebben hierin aanzienlijke vooruitgang geboekt. Ze slaagden erin om twee prothesen te maken voor Les Baugh, die beide armen had laten amputeren.

Omdat Bach 40 jaar geleden zijn armen verloor door een sterke elektrische schok, bleef de taak van wetenschappers niet beperkt tot het maken van protheses. Allereerst moesten ze de zenuwuiteinden in het lichaam wakker maken, omdat ze na 40 jaar inactiviteit het vermogen verloren om signalen te lezen en door te geven.

Het prototype gedragen op Bach ziet er zo uit.

Onder het shirt zit een korset waar de sensoren aan vast zitten. Ze lezen signalen van zenuwuiteinden en vertalen deze in patronen die prothesen kunnen begrijpen.

Door protheses te gaan gebruiken, verraste Bach zelfs hun makers. Hij slaagde er niet alleen in om ze te beheersen, maar ook om gebaren met beide handen tegelijkertijd te combineren. Volgens Bach zelf "openden prothesen voor hem de deur naar een nieuwe wereld". Met hun hulp kan hij bijvoorbeeld voorwerpen oppakken en verplaatsen.

Toch is een kunstgebit verre van ideaal. De bewegingen worden opeenvolgend in elk "gewricht" gereproduceerd. Dat wil zeggen, om de hand te kunnen bewegen, moet Bach eerst het schoudergewricht in beweging brengen, dan het ellebooggewricht en pas daarna het polsgewricht. Een van de ingenieurs van het project, Michael McLoughlin, vindt dit echter geen groot probleem:

We beginnen net. Denk terug aan het internet in zijn begindagen. De komende 10 jaar zullen fenomenaal zijn.

Neuron observatie

Een van de meest opwindende onderdelen van neuroprotheses is het verbeteren van de hersenprestaties. En hierin hebben wetenschappers van het Neurotechnologisch Centrum van Columbia University de beste resultaten behaald. Ze slaagden erin een draad bezaaid met microscopische elektronische apparaten in het muizenbrein te implanteren. Met hun hulp waren ze in staat om individuele neuronen in de hersenen te volgen en te stimuleren.

Het belangrijkste doel van het project is nu om de hersenen van zoogdieren zo goed mogelijk te bestuderen. Wetenschappers kunnen nog steeds niet begrijpen hoe de activiteit van individuele neuronen aanleiding geeft tot emoties en sensaties. Het menselijk brein bevat. Het muizenbrein is duizend keer kleiner, en dit is nog steeds een fantastische hoeveelheid onbekende informatie.

Verrassend genoeg nemen neuronen een vreemd object op een vriendelijke manier waar. Gedurende de vijf weken dat de muizenhersenen werden geobserveerd, werd geen afstoting gedetecteerd.

De volgende stap is het implementeren van een netwerk van threads met nieuwe sensoren. Ook willen we de hersenen van muizen in hun dagelijks leven bestuderen en werken we aan het op afstand doorgeven van informatie van neuronen.

Het team heeft nog niet nagedacht over het eerste experiment op het menselijk brein. Het project zal minstens enkele jaren worden getest en pas dan, na tientallen succesvolle pogingen, zal het mogelijk zijn om het op een mens te testen. Als het project nog slaagt, bieden kunstmatige objecten die verbonden zijn met neuronen eindeloze mogelijkheden: van het bestuderen van de hersenen op een voorheen onbereikbaar niveau tot het stimuleren van hersenfuncties met behulp van elektrische impulsen.

Wat als ze gehackt worden?

Mijn naam is Bakare Baito en ik ben de neef van een Nigeriaanse prins. Mijn oom is overleden en heeft mij 2 miljoen dollar nagelaten. Helaas ben ik in een ander land en heb ik geen geld voor een kaartje. Stuur alsjeblieft geld voor een kaartje en we delen het geld.

Als de spamfilters van uw e-mailclient goed werken, ontvangt u dergelijke berichten zelden. Als het slecht is, dan vaker. Het is nog erger als je in een soortgelijk verhaal geloofde en minstens één keer geld overmaakte.

Spam in e-mailclients, sociale netwerken of sms is echter geen probleem. Maar is het mogelijk dat we in de toekomst, wanneer een hersenimplantaat net zo gewoon wordt als een smartphone, spam in de hersenen krijgen?

Helaas, dit is onvermijdelijk.

Tenminste, dat zeggen de experts. Bijvoorbeeld de technoloog van The Intercept (Micah Lee):

Het lijkt mij dat de menselijke beschaving honderden jaren verwijderd is van het punt waarop ze software kan maken zonder kritieke fouten. Als het enigszins mogelijk is.

Het is moeilijk om het oneens te zijn met Mike. Kun je minstens één programma of applicatie noemen die geen enkele bug heeft? Onwaarschijnlijk. Het probleem is dat een potentieel hersenimplantaat hetzelfde apparaat is als een moderne smartphone of computer. Veel perfecter natuurlijk. Maar het komt erop neer dat het ook een softwareschil heeft die het uitvoert. En deze shell zal bugs en kwetsbaarheden bevatten.

De twee grootste softwarebedrijven, Google en Apple, duiken nog steeds kwetsbaarheden op. Ze zijn als een hydra: tegen de achtergrond van één opgeloste bug verschijnen er twee in de toekomst.

Een mogelijke oplossing is om de externe interactie van het implantaat te beperken. Dat wil zeggen, hij zal bepaalde functies kunnen uitvoeren, maar zal geen verbinding hebben met internet of de buitenwereld.

Maar wat als u de software op het implantaat moet bijwerken? Of een fout herstellen? Je moet toch iemand anders toegang geven tot je hersenen. Er is geen oplossing voor dit probleem.

Toekomst

Hersenimplantaten zijn slechts een kwestie van tijd. Zodra er een stabiele technologie ontstaat, zullen toonaangevende bedrijven hun oplossingen gaan uitbrengen. En het belangrijkste is dat je ze wilt kopen.

Een van de redenen waarom het exacte tijdstip van het verschijnen van een dergelijk implantaat niet bekend is, zijn de materialen. Tot dusverre zou grafeen kunnen werken, een modificatie van koolstof met een dikte van één atoom. Het heeft een goede elektrische geleidbaarheid en aangezien het is gemaakt van organisch materiaal, is de kans op biocompatibiliteit groot.

Maar ondanks het feit dat wetenschappers nu de biocompatibiliteit van grafeen onderzoeken, zijn we nog tientallen jaren verwijderd van de toekomst met implantaten in ons hoofd. Is het goed of slecht?