De dokter die "de eerste cyborg ter wereld" creëerde, het eerste geval van menselijke communicatie via het "hersencomputersysteem", werd bijna het slachtoffer van zijn nieuwe experiment. Het artikel vertelt over zijn nieuwe experimenten met de menselijke geest en de eerste resultaten.
De hersenoperatie begon op de middag van 21 juni 2014 en duurde elf en een half uur, en strekte zich uit tot in de Caribische minuten vóór zonsopgang van de volgende dag. 'S Middags, toen de anesthesie niet meer werkte, kwam een neurochirurg de afdeling binnen, zette zijn bril met een dun montuur af en toonde de verbonden patiënt. "Hoe het heet?" - hij vroeg.
Phil Kennedy keek even naar de bril. Toen ging zijn blik naar het plafond en ging naar de tv. "Eh … oh … ay … ayy," stotterde hij.
'Het is oké, neem de tijd', zei chirurg Joel Cervantes, in een poging kalm te klinken. Kennedy probeerde opnieuw te antwoorden. Het leek erop dat hij zijn hersens liet werken als iemand met keelpijn die moeite doet om te slikken.
Ondertussen tolde er een vreselijke gedachte in het hoofd van de chirurg: "Ik had dit niet moeten doen."
Toen Kennedy een paar dagen eerder naar Belize Airport vloog, had hij een gezond verstand en een goed geheugen. Een solide 66-jarige man die op tv eruitzag als een gezaghebbende arts. Niets in zijn toestand vereiste dat Cervantes zijn schedel moest openen. Maar Kennedy eiste een operatie aan zijn hersenen en was bereid $ 30.000 te betalen om aan zijn eis te voldoen.
Kennedy zelf was ooit een gerenommeerd neuroloog. Eind jaren 90 haalde hij zelfs de krantenkoppen van wereldpublicaties: hij slaagde erin verschillende kabelelektroden in de hersenen van een verlamde man te implanteren en hem te leren de computercursor met zijn geest te besturen. Kennedy noemde zijn patiënt 'de eerste cyborg ter wereld' en de pers begroette zijn prestatie als de eerste menselijke communicatie via het hersencomputersysteem. Sindsdien heeft Kennedy zijn leven gewijd aan de droom om meer geavanceerde cyborgs te verzamelen en een methode te ontwikkelen om menselijke gedachten volledig te digitaliseren.
Toen, in de zomer van 2014, besloot Kennedy dat de enige manier om dit project vooruit te helpen, was door het te personaliseren. Voor zijn volgende doorbraak zal hij verbinding maken met een gezond menselijk brein. Zijn eigen.
Promotie video:
Dus het idee van Kennedy's reis naar Belize was geboren. De huidige eigenaar van een sinaasappelboerderij en voormalig eigenaar van een nachtclub, Paul Poughton, had de leiding over de logistiek, en Cervantes, de eerste Belizean die neurochirurg werd, hanteerde een scalpel. Poughton en Cervantes hebben Quality of Life Surgery opgericht, een medisch toerismekliniek die chronische pijn en ruggengraatproblemen behandelt, evenals buikwandcorrectie, neusplastische chirurgie, borstverkleining bij mannen en andere medische verbeteringen.
Aanvankelijk verliep de procedure waarvoor Kennedy Cervantes had ingehuurd - het implanteren van een set glazen en gouden elektroden onder zijn hersenschors - vrij goed, zonder zelfs maar een ernstige bloeding. Maar het herstel van de patiënt ging gepaard met problemen. Twee dagen later zat Kennedy op het bed toen plotseling zijn kaak begon te knarsen en te beven, en een hand begon te trillen. Poughton was bang dat Kennedy's tanden door deze aanval zouden worden gebroken.
Spraakproblemen gingen ook door. "Zijn zinnen klopten niet," zei Poughton, "hij verontschuldigde zich alleen - 'sorry, sorry' - omdat hij niets anders kon zeggen. 'Kennedy kon nog steeds geluiden en onsamenhangende woorden mompelen, maar hij leek die lijm kwijt te zijn, dat zou ze in zinnen en zinnen samenvoegen. 'Toen Kennedy een pen pakte en iets wilde schrijven, werden willekeurige letters achteloos op het papier verspreid.
Aanvankelijk was Poughton gefascineerd door wat hij 'een Indiana Jones-benadering van wetenschap' noemde, die hij zag in Kennedy's acties: naar Belize vliegen, elke denkbare vereiste van onderzoek schenden en zijn eigen geest op het spel zetten. Nu zat Kennedy echter voor hem, misschien in zichzelf opgesloten. "Ik dacht dat we iets in hem hadden beschadigd, en dat is voor het leven", zei Poughton. "Wat hebben we gedaan?"
De in Ierland geboren Amerikaanse arts was zich natuurlijk veel meer bewust van de risico's van een operatie dan Poughton of Cervantes. Uiteindelijk vond Kennedy diezelfde glazen en gouden elektroden uit en hield hij toezicht op de implantatie van vier of vijf andere mensen. De vraag was dus niet wat Poughton en Cervantes Kennedy aandeden, maar wat Phil Kennedy zichzelf aandeed.
Zolang er computers zijn, zijn er evenveel mensen die een manier proberen te vinden om ze met hun verstand te beheersen. In 1963 meldde een wetenschapper aan de Universiteit van Oxford dat hij had bedacht hoe hij hersengolven kon gebruiken om een eenvoudige diaprojector te besturen. Rond dezelfde tijd haalde José Delgado, een Spaanse neurowetenschapper aan de Yale University, de krantenkoppen na een massale demonstratie in de arena in het Spaanse Cordoba. Delgado bedacht wat hij de stimosiver noemde, een radiogestuurd implantaat in de hersenen dat neurale signalen oppikt en kleine elektrische impulsen doorgeeft aan de cortex. Toen Delgado de arena binnenkwam, met een rode lap, begon hij de stier te irriteren, zodat hij aanviel. Toen het dier dichterbij kwam, drukte de wetenschapper op twee knoppen op zijn radiozender:met de eerste knop werkte hij op de caudate nucleus van het brein van de stier en vertraagde het tot een volledige stop; de tweede draaide hem om en dwong hem naar de muur te galopperen.
Delgado droomde ervan om deze elektroden te gebruiken om verbinding te maken met menselijke gedachten: lees ze, bewerk ze, verbeter ze. “De mensheid staat aan de vooravond van een keerpunt in de evolutie. We zijn bijna in staat om onze eigen cognitieve processen te ontwikkelen”, vertelde hij in 1970 aan de New York Times, nadat hij probeerde zijn elektroden te implanteren bij psychiatrische patiënten. "De enige vraag is: wat voor soort mensen willen we idealiter ontwerpen?"
Het is niet verwonderlijk dat Delgado's werk veel mensen zenuwachtig heeft gemaakt. En in de jaren die volgden, liep zijn programma vast ondanks controverse, ondergefinancierd en in het nauw gedreven door de complexiteit van het menselijk brein, niet zo gemakkelijk te hacken als Delgado had aangenomen.
Ondertussen bleven wetenschappers met meer bescheiden plannen, die simpelweg van plan waren hersensignalen te decoderen in plaats van de beschaving te grijpen door neuronen, kabels in de hoofden van proefdieren te plaatsen. Tegen de jaren tachtig hadden neurowetenschappers ontdekt dat als je een implantaat gebruikt om signalen van een groep cellen op te nemen, bijvoorbeeld in de motorische cortex van de hersenen van een aap, en vervolgens hun elektrische ontladingen gemiddeld, je kunt achterhalen waar de aap zijn ledemaat gaat bewegen - een vondst die velen hebben waargenomen als de eerste grote stap naar de ontwikkeling van geestgestuurde prothesen voor mensen.
Maar de traditionele elektrode-implantaten die in de meeste van deze onderzoeken werden gebruikt, hadden één groot nadeel: de signalen die ze oppikten, waren ronduit onstabiel. Omdat de omgeving van de hersenen als gelei is, gingen de celpulsen soms buiten bereik of stierven de cellen door een trauma veroorzaakt door een botsing met een scherp stuk metaal. Uiteindelijk konden de elektroden zo vast komen te zitten in het omringende beschadigde weefsel dat hun signalen volledig werden gedoofd.
De doorbraak van Phil Kennedy - een die later zijn carrière in de neurowetenschappen zou bepalen en uiteindelijk zou leiden tot de operatietafel in Belize - begon met een methode om dit fundamentele bio-engineeringprobleem aan te pakken. Zijn idee: een elektrode in de hersenen steken, zodat de elektrode stevig in de hersenen wordt gehaakt. Om dit te doen, plaatste hij de uiteinden van een met Teflon gecoate gouddraad in een lege glazen kegel. In dezelfde kleine ruimte bracht hij een ander noodzakelijk onderdeel in - een dunne laag heupzenuwweefsel. Dit deeltje biomateriaal zal dienen om het omliggende zenuwweefsel te bestuiven en de microscopisch kleine armen van lokale cellen aan te trekken zodat ze de kegel omhullen. In plaats van kale draad in de bast te begraven, "smeekte" Kennedy de zenuwcellen om zich rond het implantaat te wikkelen en het als een rooster op zijn plaats vast te zetten.gewikkeld in klimop (bij het werken met mensen gebruikte hij in plaats van heupzenuwweefsel een chemische cocktail die de groei van neuronen stimuleert).
Het ontwerp van de glazen kegel biedt een ongelooflijk voordeel. Hierdoor kunnen onderzoekers deze sensoren lang in het hoofd van de patiënt laten zitten. In plaats van fragmenten van hersenactiviteit vast te leggen in eenmalige sessies in het laboratorium, kunnen ze afstemmen op levenslange elektrische tjilpende soundtracks van de hersenen.
Kennedy noemde zijn uitvinding de "neurotrofe elektrode". Kort nadat hij het had uitgevonden, verliet hij zijn universitaire post bij Georgia Tech en richtte het biotechbedrijf Neural Signals op. In 1996, na enkele jaren van testen op dieren, kregen neurale signalen de goedkeuring van de Food and Drug Administration (FDA) om Kennedy Cone Electrodes in mensen te implanteren als een mogelijke uitweg voor patiënten die niet kunnen bewegen of praten. En in 1998 pakten Kennedy en zijn medische collega, Roy Bakay, een neurochirurg aan de Emory University, een patiënt aan die er wetenschappelijke sterren van zou maken.
Tweeënvijftigjarige bouwvakker en Vietnam-oorlogsveteraan Johnny Ray kreeg een ischemische beroerte. Door zijn verwondingen bleef hij verbonden met een beademingsapparaat, bedlegerig en verlamd door zijn hele lichaam, alleen in staat om de spieren van zijn gezicht en schouder te trekken. Hij kon eenvoudige vragen beantwoorden door twee keer met zijn ogen te knipperen in plaats van met ja en één keer in plaats van nee.
Omdat de hersenen van meneer Ray geen signalen naar de spieren konden overbrengen, probeerde Kennedy zijn hoofd op elektroden aan te sluiten om hem te laten communiceren. Kennedy en Beckay plaatsten elektroden in de primaire motorische cortex van Ray, een stukje weefsel dat verantwoordelijk is voor willekeurige basisbewegingen (ze vonden de perfecte verbinding door Ray eerst in een MRI-machine te plaatsen en hem te vragen zich voor te stellen dat hij zijn hand zou bewegen, implantaat op de plaats die het helderst was op de MRI-scans). Toen de kegels eenmaal op hun plaats waren, bevestigde Kennedy ze aan een radiozender die was geïmplanteerd op de top van Ray's schedel, net onder zijn hoofdhuid.
Kennedy werkte drie keer per week met Ray en probeerde de golven te ontcijferen die afkomstig waren van de motorische delen van zijn hersenschors, zodat hij ze in beweging kon omzetten. Na verloop van tijd leerde Rei de signalen van zijn implantaat te moduleren door alleen maar te denken. Toen Kennedy het op een computer had aangesloten, kon hij deze modulaties gebruiken om de cursor op het scherm te besturen (al was het maar langs een lijn van links naar rechts). Toen trok hij met zijn schouder om met de muis te klikken. Met deze opstelling was Rei in staat om letters van het schermtoetsenbord te selecteren en woorden heel langzaam te spellen.
"Dit is de nieuwste technologie, vergelijkbaar met Star Wars," vertelde Buckeye zijn collega-neurochirurgen in oktober 1998. Een paar weken later presenteerde Kennedy de resultaten op de jaarlijkse conferentie van de Society for Neuroscience. Het was genoeg om een ongelooflijk verhaal te maken. Johnny Ray - ooit verlamd maar nu typerend met de kracht van het denken - haalde kranten over de hele wereld. In december werden Buckeye en Kennedy uitgenodigd voor de show "Good Morning America". In januari 1999 verscheen het nieuws over hun experiment in The Washington Post Het artikel begon: "Wanneer arts en uitvinder Philip R. Kennedy een verlamd persoon voorbereidt op het werken op een computer met denkvermogen, begint het al snel te lijken dat er iets van historische betekenis gebeurt in deze afdeling, en dat Kennedy de nieuwe Alexander Bell kan worden."
Na zijn succes met Johnny Rey leek het erop dat Kennedy aan de vooravond stond van een grote ontdekking. Maar toen hij en Buckeye in 1999 en 2002 implantaten plaatsten in de hersenen van nog twee verlamde patiënten, brachten hun gevallen het project niet verder. (De incisie van een patiënt kon niet worden gesloten en het implantaat moest worden verwijderd; en de ziekte van een andere patiënt vorderde zo snel dat Kennedy's aantekeningen nutteloos waren.) Ray stierf zelf aan een cerebraal aneurysma in de herfst van 2002.
In de tussentijd hebben andere laboratoria vooruitgang geboekt met hersengestuurde prothesen, maar ze gebruikten andere apparatuur - meestal kleine plaatjes, ongeveer 2 mm2 in oppervlakte, met tientallen blootliggende draden verbonden met de hersenen. In een formaatoorlog van kleine neurale implantaten leken Kennedy's taps toelopende glaselektroden steeds meer op Betamax (hier is het tape-coderings- en opnameformaat vervangen door VHS - red.): Het was een levensvatbare, veelbelovende technologie die dat gewoon niet was wortel geschoten.
Het was niet alleen de hardware die Kennedy onderscheidde van andere wetenschappers die aan hersencomputerinterfaces werken. De meeste van zijn collega's concentreerden zich op één type hersengestuurde prothese, gefinancierd door het Pentagon met de hulp van DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency): een patiënt (of een gewonde oorlogsveteraan) om prothetische lichaamsdelen te gebruiken. In 2003 had een laboratorium van de Arizona State University een set implantaten in de hersenen van een aap geplaatst, waardoor het dier een schijfje sinaasappel naar zijn mond kon brengen met behulp van een door de hersenen bestuurde robotarm. Enkele jaren later rapporteerden onderzoekers van Brown Universitydat twee verlamde patiënten leerden implantaten te gebruiken om robotarmen zo nauwkeurig te besturen dat een van hen koffie uit een fles kon drinken.
Maar robotarmen interesseerden Kennedy minder dan de menselijke stem. Ray's gedachtencursor toonde aan dat verlamde patiënten hun gedachten konden delen met behulp van een computer, zelfs als die gedachten als teer in drie letters per minuut naar buiten kwamen. Wat als Kennedy een hersencomputerinterface zou kunnen construeren waaruit de gegenereerde spraak net zo soepel zou stromen als een gezond persoon?
In veel opzichten daagde Kennedy een grotere test uit. Menselijke spraak is veel complexer dan elke beweging van welk deel van het lichaam dan ook. Wat ons een veel voorkomende handeling lijkt - het formuleren van woorden - vereist de gecoördineerde samentrekking en ontspanning van meer dan honderd verschillende spieren: van het middenrif tot de tong en de lippen. Om zo'n werkende spraakprothese te ontwerpen zoals Kennedy zich voorstelde, moest de wetenschapper een manier bedenken om alle complexe combinaties van spraakklanken te kunnen lezen uit de signalen die door een groep elektroden werden uitgezonden.
Dus in 2004 probeerde Kennedy iets nieuws door zijn implantaten in de hersenen van de laatste verlamde patiënt te plaatsen, een jonge man genaamd Eric Ramsey, die een auto-ongeluk had gehad en een hersenstam had gehad, wat ook Johnny Ray had. Deze keer plaatsten Kennedy en Buckeye geen kegelvormige elektroden in het deel van de motorische cortex dat verantwoordelijk is voor de armen en handen. Ze duwden hun draden dieper in het hersenweefsel dat de zijkanten van de hersenen als een verband bedekt. Diep in dit gebied bevinden zich neuronen die signalen naar de spieren van de lippen, kaak, tong en strottenhoofd sturen. Hier plaatste Ramsey het implantaat, 6 mm diep.
Met behulp van dit apparaat leerde Kennedy Ramsey eenvoudige klinkers uit te spreken met behulp van een synthesizer. Maar Kennedy wist niet wat Ramsey werkelijk voelde of precies wat er in zijn hoofd omging. Ramsey kon ja-nee-vragen beantwoorden door zijn ogen omhoog of omlaag te bewegen, maar deze methode faalde al snel omdat Ramsey oogproblemen had. Kennedy had ook niet de gelegenheid om zijn beproevingen met spraak te valideren. Hij vroeg Ramsey zich de woorden voor te stellen terwijl hij de signalen van zijn hersenen opnam, maar Kennedy kon natuurlijk niet weten of Ramsey de woorden werkelijk in stilte 'uitsprak'.
Ramsey's gezondheid ging achteruit, net als de elektronica voor het implantaat in zijn hoofd. Na verloop van tijd leed ook het onderzoeksprogramma van Kennedy: zijn beurzen werden niet verlengd; hij werd gedwongen zijn ingenieurs en laboratoriumtechnici te ontslaan; zijn partner, Bakai, is dood. Kennedy werkte nu alleen of met tijdelijke assistenten die hij inhuurde. (Hij bracht nog steeds werkuren door met het behandelen van patiënten in zijn neurologiekliniek.) Hij was ervan overtuigd dat hij nog een ontdekking zou doen als hij een andere patiënt kon vinden - idealiter iemand die hardop kon spreken, in ieder geval in het begin. Bij het testen van zijn implantaat, bijvoorbeeld bij een patiënt met een neurodegeneratieve ziekte zoals amyotrofische laterale sclerose, zou Kennedy in de vroege stadia de kans krijgen om signalen van neuronen op te nemen tijdens de spraak van een persoon. Zodat hij de overeenkomsten tussen elk individueel geluid en het neurale signaal kon zien. Hij zou tijd hebben gehad om zijn spraakprothese te verbeteren - om zijn algoritme voor het decoderen van hersenactiviteit te verbeteren.
Maar voordat Kennedy zo'n patiënt kon vinden, trok de Food and Drug Administration haar goedkeuring voor zijn implantaten in. Als hij volgens de nieuwe regels niet kan aantonen dat ze veilig en onvruchtbaar zijn - een vereiste op zich waarvoor financiering nodig is die hij niet had - zal het hem verboden worden zijn elektroden in het openbaar te gebruiken.
Maar Kennedy's ambities zijn niet verdwenen; integendeel, er zijn er meer geweest. In het najaar van 2012 publiceerde hij de sciencefictionroman 2051, die het verhaal vertelt van Alpha, een pionier op het gebied van neurale elektroden, zoals Kennedy, die Ierse roots had en die 107 jaar leefde als een kampioen en model van zijn eigen technologie: een brein geïmplanteerd in 60 - een centimeter-robot die alle vitale functies heeft. Deze roman vertegenwoordigde een soort mock-up van Kennedy's droom: zijn elektroden zullen niet alleen een communicatiemiddel zijn voor verlamde patiënten, maar zullen een belangrijk onderdeel worden van een ontwikkelde cybernetische toekomst waarin een persoon zal leven als een bewustzijn in een metalen omhulsel.
Tegen de tijd dat de roman werd gepubliceerd, wist Kennedy wat zijn volgende stap zou moeten zijn. De man die beroemd is geworden door het implanteren van de eerste hersencomputerinterface in het menselijk brein, zal opnieuw doen wat niemand eerder heeft gedaan. Hij had geen andere keus. Verdomme, ik doe het zelf, dacht hij.
Een paar dagen na de operatie in Belize bracht Poughton Kennedy een van zijn dagelijkse bezoeken aan de herberg, waar hij tot bezinning kwam - in een oogverblindende witte villa op een steenworp afstand van de Caribische Zee. Kennedy's herstel verliep traag: hoe harder hij probeerde te spreken, hoe slechter het hem lukte. En het bleek dat niemand uit het hele land hem uit de handen van Poughton en Cervantes zou bevrijden. Toen Poughton Kennedy's verloofde belde en haar op de hoogte bracht van de complicaties, toonde ze niet veel medeleven: 'Ik probeerde hem tegen te houden, maar hij luisterde niet naar me.'
Het was echter tijdens deze bijeenkomst dat Kennedy's toestand verbeterde. Het was een warme dag en Poughton bracht hem limoensap. Toen ze samen de tuin in liepen, wierp Kennedy zijn hoofd achterover en zuchtte van tevredenheid. 'Goed,' zei hij en nam een slokje.
Onderzoeker als proefkonijn
In 2014 betaalde Phil Kennedy een neurochirurg in Belize voor een operatie om meerdere elektroden in zijn hersenen in te brengen en een reeks elektronische componenten onder zijn hoofdhuid in te brengen. Thuis gebruikte Kennedy dit systeem om signalen uit zijn eigen hersenen op te nemen in een reeks experimenten die enkele maanden duurden. Het doel: de neurocode van menselijke spraak ontcijferen.
Daarna had Kennedy nog steeds moeite met het kiezen van namen voor objecten - hij kon naar een potlood kijken en het een pen noemen - maar zijn spraak werd vloeiender. Zodra Cervantes zich realiseerde dat zijn cliënt al halverwege het herstel was, liet hij hem naar huis terugkeren. Zijn aanvankelijke vrees voor onherstelbare schade aan Kennedy werd niet bewaarheid. Het verlies van spraak dat zijn patiënt gedurende een korte periode ervoer, was slechts een symptoom van postoperatief hersenoedeem. Nu alles onder controle was, kon er niets meer met hem gebeuren.
Een paar dagen later, toen Kennedy weer aan het werk ging en weer patiënten zag, werden zijn avonturen in Midden-Amerika alleen bewezen door een paar uitspraakproblemen en een geschoren, verbonden hoofd, dat hij soms bedekte met een veelkleurige Belizaanse hoed. In de daaropvolgende maanden nam hij medicatie voor epileptische aanvallen en wachtte hij tot er nieuwe neuronen groeiden in de elektroden met drie kegels in zijn schedel.
Later dat oktober vloog Kennedy terug naar Belize voor een tweede operatie, dit keer om een elektrische spoel en radiozender te bevestigen aan draden die uit zijn hersenen staken. De operatie was succesvol, hoewel zowel Poughton als Cervantes werden getroffen door de componenten die Kennedy onder zijn huid wilde stoppen. "Ik was een beetje verbaasd over hun grote formaat," zei Poughton. De elektronica zag er omvangrijk en ouderwets uit. Poughton, die in zijn vrije tijd drones maakt, was verbaasd dat iemand zulke mechanismen in hun hoofd naaide: "En ik heb zoiets van" Man, heb je gehoord van micro-elektronica?"
Kennedy begon de fase van het verzamelen van gegevens voor zijn geweldige experiment zodra hij voor de tweede keer terugkeerde uit Belize. De week voor Thanksgiving ging hij naar zijn lab en verbond een magneetspoel en ontvanger aan de polygraaf. Toen begon hij zijn hersenactiviteit op te nemen, door hardop en tegen zichzelf verschillende zinnen te zeggen, zoals 'Ik denk dat ze plezier heeft in de dierentuin' en 'geniet van werk, zegt de jongen wauw', terwijl hij tegelijkertijd op een knop drukte om de woorden te synchroniseren met de opnames van de neurale activiteit van het apparaat, zoals hoe het filmklapper van de regisseur helpt bij het synchroniseren van beeld en geluid.
Gedurende de volgende zeven weken zag Kennedy patiënten doorgaans van 8.00 tot 15.30 uur, en 's avonds na het werk nam hij zijn eigen testvragenlijsten door. Hij wordt vermeld als een "PK-bijdrager" in laboratoriumgegevens, zogenaamd voor anonimiteitsdoeleinden. Op basis van deze gegevens ging hij zelfs op Thanksgiving en kerstavond naar het lab.
Het experiment duurde niet zo lang als hij zou willen. De incisie in de huid van de schedel werd niet helemaal strak door de uitstekende elektronica. Terwijl hij het implantaat slechts 88 dagen in zijn hoofd hield, ging Kennedy weer onder het mes. Maar deze keer vloog hij niet naar Belize: de operatie om zijn gezondheid te beschermen vereiste geen goedkeuring van de FDA en was gedekt door een standaardverzekering.
Op 13 januari 2015 sneed een plaatselijke chirurg de huid van Kennedy's schedel open, sneed de draden die uit zijn hersenen staken door en verwijderde de spoel en de zender. Hij heeft niet geprobeerd de uiteinden van drie taps toelopende elektroden in de cortex te vinden. Het was veiliger voor Kennedy om ze de rest van zijn leven in zijn hersenweefsel te laten zitten.
Geen woorden! Ja, communicatie rechtstreeks via hersengolven is mogelijk. Maar het is ongelooflijk traag. Andere spraakalternatieven zijn sneller.
Kennedy's laboratorium bevindt zich in een groen bedrijventerrein in een buitenwijk van Atlanta, aan een gele promenade. Een prominente plaquette geeft aan dat gebouw B het laboratorium voor neurale signalen huisvest. Op een middag in mei 2015 ontmoette ik daar Kennedy. Hij was gekleed in een tweed jasje en een blauwgespikkelde das, en zijn haar was netjes gestyled en naar achteren gekamd, zodat er een kleine inkeping in zijn linkerslaap was. 'Het was toen hij de elektronica erin stopte,' legde Kennedy uit met een nauwelijks merkbaar Iers accent. 'Het ontvoeringsmechanisme schampte een zenuw die naar mijn temporalis-spier ging. Ik kan die wenkbrauw niet optrekken. Ik merkte inderdaad dat na de operatie zijn knappe gezicht asymmetrisch werd.
Kennedy stemt ermee in mij de beelden van zijn eerste operatie in Belize op een ouderwetse cd te laten zien. Terwijl ik me mentaal voorbereid om het naakte brein te zien van de persoon die naast me staat, steekt Kennedy de schijf in een computer met Windows 95. Het reageert met een vreselijk slijpen, alsof iemand langzaam een mes aan het slijpen is.
Het laden van de schijf duurt erg lang - zo lang dat we tijd hebben om te praten over een zeer ongebruikelijk plan voor Kennedy's onderzoek. Hij zegt:
Als hij verder zegt dat de Verenigde Staten ook door individuen zijn gemaakt en niet door commissies, begint de aandrijving geluid te maken als een kar die van een rotsachtige heuvel af rolt: takh-tarah, takh-tarah. 'Vooruit, auto! Kennedy onderbreekt zijn gedachte en klikt gretig op de pictogrammen op het scherm. - Heer God, ik heb er net de schijf in gedaan! '
"Ik denk dat het zogenaamd grote gevaar van een hersenoperatie schromelijk overdreven is", vervolgt Kennedy. "Neurochirurgie is niet zo moeilijk." Takh-tarah, takh-tarah, takh-tarah. "Als je iets voor de wetenschap moet doen, doe het dan gewoon en luister niet naar sceptici." Ten slotte opent de videospeler en onthult Kennedy's schedel met de huid opzij geduwd door de klemmen. Het geratel van de aandrijving wordt vervangen door een vreemd, gierend geluid van metaal dat in botten graaft. "Oh, dus ze boren nog steeds mijn hoofd", zegt hij terwijl zijn trepanatie zich op het scherm begint te ontvouwen.
"Alleen patiënten en verlamming helpen bij het leven is één ding, maar daar stoppen we niet", zegt Kennedy, overgaand naar het grotere geheel. - Allereerst moeten we de spraak herstellen. Het volgende doel is om de beweging te herstellen, en veel mensen werken eraan - uiteindelijk komt alles goed, ze hebben alleen betere elektroden nodig. En het derde doel is om normale mensen te verbeteren."
Hij spoelt de video terug naar het volgende gedeelte, waar we zijn blote brein zien - een glanzend stukje weefsel met bloedvaten die de bovenkant bedekken. Cervantes steekt een elektrode in Kennedy's zenuwgelei en begint aan de draad te trekken. Af en toe raakt een hand in een blauwe handschoen de bast aan met een spons om het druppelen van bloed te stoppen.
"Je hersenen zullen oneindig veel krachtiger worden dan onze huidige hersenen," vervolgt Kennedy terwijl zijn hersenen pulseren op het scherm. "We zullen hersenen extraheren en ze verbinden met kleine computers die alles voor ons zullen doen, en de hersenen zullen blijven leven."
'Wacht je hierop?' Vraag ik.
"Wauw, waarom niet," antwoordt hij. "Dit is hoe we evolueren."
Terwijl ik in Kennedy's kantoor zit en naar zijn oude monitor kijk, weet ik niet zeker of ik het met hem eens ben. Technologie lijkt altijd nieuwe en meer succesvolle manieren te vinden om ons teleur te stellen, elk jaar zelfs steeds geavanceerder. Mijn smartphone kan woorden en zinnen vormen uit mijn onhandige vingerbewegingen. Maar ik vervloek hem nog steeds voor zijn fouten. (Verdomme autocorrectie!) Ik weet dat er een betere technologie aan de horizon is dan Kennedy's trillende computer, zijn omvangrijke elektronica en mijn Google Nexus 5. Maar zouden mensen het met hun hersens willen vertrouwen?
Op het scherm steekt Cervantes een andere draad in Kennedy's hersenen. "De chirurg is eigenlijk heel goede, goede handen", zei Kennedy toen we begonnen met het bekijken van de video. Maar nu leidt hij ons af van ons gesprek over evolutie en geeft hij opdrachten aan het scherm als een sportfan voor de tv. "Hij zou niet vanuit die hoek moeten binnenkomen", legt hij uit en draait zich weer om naar de computer. - Druk harder! Oké, dat is genoeg, dat is genoeg. Duw niet meer!"
Invasieve hersenimplantaten raken tegenwoordig achterhaald. Grote sponsors van neuroprothetisch onderzoek geven de voorkeur aan dikke lagen 8x8 of 16x16 elektroden die op blootliggend hersenweefsel worden aangebracht. Deze techniek, elektrocorticografie of ECoG genoemd, geeft een waziger en impressionistischer beeld van de activiteit dan de Kennedy-methode: in plaats van naar individuele neuronen te kijken, wordt het algemene beeld - of, als je dat liever hebt, de algemene mening - honderdduizenden neuronen tegelijk onderzocht.
Voorstanders van ECoG beweren dat sporen van deze foto de computer voldoende gegevens kunnen geven om de bedoelingen van de hersenen te ontcijferen - zelfs de woorden en lettergrepen die een persoon van plan is uit te spreken. Het vervagen van deze gegevens kan zelfs nuttig zijn: het is niet nodig om op één nepviolist te letten als er een hele symfonie van neuronen nodig is om de stembanden, lippen en tong te bewegen. Ook kan de ECoG-laag heel lang onder de schedel blijven zonder de drager te schaden, misschien zelfs langer dan Kennedy's taps toelopende elektroden. "We weten de exacte deadline niet, maar het wordt waarschijnlijk gemeten in jaren of zelfs decennia", zegt Edward Chang, een chirurg en neurofysioloog aan de Universiteit van San Francisco, die een van de toonaangevende experts in zijn vakgebied is geworden en aan zijn eigen spraakprothese begon te werken.
Afgelopen zomer, terwijl Kennedy gegevens verzamelde voor een presentatie op een bijeenkomst van de Society of Neuroscience, publiceerde een ander laboratorium een nieuwe procedure voor het gebruik van computers en schedelimplantaten om menselijke spraak te ontcijferen. Het werd ontwikkeld in het Watsward Center, New York, onder de naam Brain to Text, in samenwerking met wetenschappers uit Duitsland en het Albanees Medisch Centrum, en getest op zeven epileptische patiënten met geïmplanteerde ECoG-lagen. Elke patiënt werd gevraagd om fragmenten voor te lezen uit de Gettysburg Address, het Humpty Dumpty-rijm, de inaugurele rede van John F. Kennedy en een anonieme fanfictie in het tv-programma Charmed terwijl hun hersenactiviteit werd opgenomen. Vervolgens gebruikten de wetenschappers ECoG-sporen om neurale gegevens te vertalen in spraakklanken en deze over te dragen aan het taalvoorspellingsmodel - apparatuur,waarvan het werkingsprincipe een beetje lijkt op de spraakherkenningstechnologie in uw telefoons - die woorden kan identificeren op basis van wat eerder is gezegd.
Het meest verrassende was dat het systeem leek te werken. De computer produceerde tekstfragmenten die heel dicht bij Humpty Dumpty, de Charmed Ones-fanfictie en andere werken leken. "We hebben contact gelegd", zegt Gerwin Schalck, een ECoG-expert en co-auteur van het onderzoek. "We hebben laten zien dat het systeem niet alleen bij toeval spraak nabootst." Werk aan vroege spraakprothesen toonde aan dat individuele klinkers en medeklinkers in de hersenen konden worden geïdentificeerd; nu heeft de groep van Schalk bewezen dat het mogelijk is - zij het met moeite en met een grote kans op fouten - om van het lezen van hersenactiviteit over te gaan op volledige zinnen.
Maar zelfs Schalk geeft toe dat het op zijn best een proof of concept was. Het zal lang duren, zei hij, voordat iemand zijn gedachten naar de computer gaat doorgeven - en zelfs nog langer voordat iemand echte voordelen ziet. Schalck adviseert dit te vergelijken met spraakherkenningsapparatuur die al decennia wordt gebruikt. “In 1980 was het ongeveer 80% nauwkeurig, en 80% procent is nogal een opmerkelijke prestatie vanuit technisch oogpunt. Maar het is nutteloos in de echte wereld. Ik gebruik Siri nog steeds niet omdat het niet goed genoeg is."
Tegelijkertijd zijn er veel eenvoudigere en meer functionele manieren om mensen met spraakproblemen te helpen. Als de patiënt een vinger kan wiebelen, kunnen ze berichten met morsecode terugslaan. Als de patiënt haar ogen kan bewegen, kan ze een eye-tracking-applicatie op haar smartphone gebruiken. "Deze methoden zijn vreselijk goedkoop", legt Schalk uit. 'En je wilt een van deze vervangen door een hersenimplantaat van $ 10.000 met een vage kans op succes?'
Ik probeer dit idee te combineren met alle geweldige cyborg-demo's die al jaren in de media zijn: mensen die koffie drinken met mechanische armen en hersenimplantaten krijgen in Belize. De toekomst leek altijd binnen handbereik, net als een halve eeuw geleden toen Jose Delgado de arena betrad. Binnenkort zullen we allemaal hersenen worden in computers, binnenkort zullen onze gedachten en gevoelens worden geüpload naar internet, en binnenkort zullen de toestanden van onze psyche worden gedeeld en geanalyseerd. We kunnen de contouren van deze beangstigende en verleidelijke plek aan de horizon al zien - maar hoe dichter we erbij komen, hoe verder het lijkt.
Kennedy is deze Zeno-paradox in de menselijke vooruitgang bijvoorbeeld beu; hij heeft niet het geduld om de toekomst na te jagen. Daarom streeft hij woedend vooruit - om ons voor te bereiden op de wereld van "2051", die voor Delgado om de hoek lag.
Toen Kennedy eindelijk de bevindingen van zijn zelfstudie presenteerde - eerst op het symposium in mei aan de Emory University en vervolgens op de Society of Neuroscience-conferentie in oktober - aarzelden enkele van zijn collega's om hun steun te betuigen. Door het risico te nemen en alleen en met zijn eigen geld te werken, zei Chang, was Kennedy in staat om een unieke opname van taal in zijn hersenen te maken: “Dit is een zeer waardevolle dataset, ongeacht of hij het geheim van spraakprothesen onthult. Dit is echt een geweldig evenement. " Zijn andere collega's waren geïntrigeerd, zij het enigszins verbaasd: in een gebied dat voortdurend wordt begrensd door ethische barrières, had een man die ze al jaren kenden en liefhadden een gewaagde en onverwachte stap genomen om hersenonderzoek dichter bij het beoogde doel te brengen. Weer andere wetenschappers waren geschokt. Zoals Kennedy zelf zei: "Iemand dacht dat ik gek was,iemand is dapper."
In Georgia vroeg ik Kennedy of hij het experiment nog een keer wilde herhalen. "Over mezelf?" - hij specificeerde. 'Nee, dat zou ik niet moeten herhalen. In ieder geval op hetzelfde halfrond. ' Klopt zichzelf op de schedel, die nog steeds de kegelvormige elektroden verbergt. Dan begint hij, alsof hij opgewonden is door het idee om implantaten met een ander halfrond te verbinden, plannen te maken om nieuwe elektroden en complexere implantaten te maken, om goedkeuring van de FDA te krijgen om verder te werken, om beurzen te vinden om voor alles te betalen.
"Nee, ik zou dit niet op het andere halfrond moeten doen", zegt hij uiteindelijk. "Ik heb hier sowieso geen apparatuur voor. Stel me deze vraag als het klaar is. Dit is wat ik heb geleerd van mijn tijd met Kennedy en van zijn vage antwoord: het is niet altijd mogelijk om een route naar de toekomst te plannen. Soms moet u eerst de weg zelf aanleggen.
Daniel Engberg
