Volgens een artikel in het tijdschrift PLOS Biology hebben Zwitserse neurowetenschappers een nieuwe neurochip gecreëerd die letterlijk de gedachten kan lezen van mensen die volledig verlamd zijn na auto-ongelukken of ernstige ziekten.
“Dit verrassende resultaat weerlegt mijn eigen theorie dat volledig verlamde mensen met het locked-in-syndroom in feite niet in staat zijn om met de buitenwereld te communiceren. Onze experimenten toonden aan dat alle vier de vrijwilligers de persoonlijke vragen die we hen stelden alleen konden beantwoorden met behulp van de kracht van het denken. Als deze resultaten kunnen worden gerepliceerd, kunnen we de spraak voor mensen met motorische neuronstoornissen herstellen”, zegt Niels Bierbaumer van de Universiteit van Tübingen, Duitsland.
In mezelf
Het zogenaamde "locked-in person-syndroom" is het eindpunt van bepaalde neurodegeneratieve ziekten zoals amyotrofische laterale sclerose (ALS) of "de ziekte van Stephen Hawking", evenals het resultaat van verschillende hersenletsels, vergiftiging of een overdosis drugs. Met zijn ontwikkeling lijkt een persoon het contact met de buitenwereld te verliezen en stopt hij met het beheersen van de spieren, inclusief de ademhalingswegen, vanwege schade aan motorneuronen in de hersenen en het ruggenmerg.
Over het algemeen lijken de symptomen van het 'locked-in person-syndroom' op wat er gebeurt met het lichaam en de hersenen van mensen in coma en vegetatieve toestand. Daarom geloofden veel neurofysiologen, waaronder Birbaumer zelf, dat verlamde mensen in principe niet in staat zijn om activiteit, taken vastleggen en oplossen.
Door te experimenteren met vier vrijwilligers in de late stadia van ALS, probeerden Birbaumer en zijn collega's erachter te komen of ze met hen konden communiceren met behulp van zogenaamde neurochips en hersencomputerinterfaces - systemen die hersensignalen rechtstreeks lezen en omzetten in computer-begrijpelijke taal.
Wetenschappers gebruikten twee apparaten: een scanner voor magnetische resonantiebeeldvorming, die het werk van verschillende delen van de cortex en diepe lagen van de hersenen observeerde, en een infraroodspectroscoop. Met dit relatief nieuwe wetenschappelijke apparaat kun je het activiteitsniveau van individuele groepen zenuwcellen volgen door hoeveel zuurstof ze verbruiken.
Promotie video:
Een licht aan het einde van een tunnel
Zoals de wetenschappers uitleggen, is het menselijk lichaam als geheel transparant voor thermische straling bij golflengten van 700-900 nanometer, maar hemoglobine, de belangrijkste zuurstofdrager in ons bloed, absorbeert het. Dienovereenkomstig, hoe meer zuurstof een cel verbruikt en ontvangt van erytrocyten, hoe "donkerder" het zal zijn voor een bepaald apparaat.
Een paar jaar geleden ontdekte een andere groep wetenschappers, die het werk van de hersenen van gezonde mensen observeerde, dat bij het beantwoorden van eenvoudige vragen de hemoglobineconcentratie op een voorspelbare manier verandert: als je met 'ja' antwoordt, neemt zijn aandeel in de hersenen toe, en als je 'nee' antwoordt, blijft het hetzelfde of daalt … Geleid door dit idee, creëerden wetenschappers een programma dat dergelijke signalen vertaalde in "ja" en "nee" antwoorden.
Het testen van de werking van dit over het algemeen eenvoudige systeem overtrof alle verwachtingen van de wetenschappers - vier verlamden die met toestemming van hun voogden aan het experiment deelnamen, identificeerden over het algemeen hun echtgenotes en echtgenoten, familieleden correct, beantwoordden vragen over hun persoonlijke leven, en een van de mannen zelfs verbood zijn dochter om met haar vriend Mario te trouwen.
Bovenal waren wetenschappers verrast dat de deelnemers aan de experimenten over het algemeen tevreden waren met het feit dat ze nog steeds bestaan, hoewel het leven van sommigen van hen moest worden ondersteund met behulp van kunstmatige ventilatiesystemen.
De bevestiging dat zelfs mensen in zo'n 'opgesloten' staat willen blijven leven en communiceren met hun eigen soort, volgens Birbaumer, zal het onderzoek op dit gebied versnellen en leiden tot de ontwikkeling van volwaardige spraaksynthesizers en apparaten die dergelijke patiënten zullen helpen zelfstandig te bewegen.
