Wetenschappers hebben voor het eerst een 'brain-to-brain'-interface voor meerdere personen gedemonstreerd waarbij drie personen samenwerkten om een taak te voltooien via directe 'brain-to-brain'-communicatie. Deze interface genaamd BrainNet maakt de weg vrij voor directe samenwerking tussen hersenen om een probleem op te lossen.
Een hersen-naar-herseninterface bij mensen is een systeem waarbij de inhoud van neurale signalen wordt geëxtraheerd van een 'zender' en via digitale technologie naar de hersenen van een 'ontvanger' wordt gestuurd , waardoor directe hersen-naar-hersencommunicatie mogelijk wordt . Een hersen-naar-herseninterface kan informatie extraheren en overbrengen met behulp van hersenbeeldvorming en neurostimulatietechnieken. Niet-invasieve methoden zoals elektro-encefalografie (ECG) en transcraniële magnetische stimulatie (TMS) worden gebruikt om respectievelijk hersenactiviteit te registreren en informatie naar de hersenen te sturen. Het concept van een hersen-naar-herseninterface bestaat al langer in theorie, maar het concept is tot nu toe nog nooit volledig gedemonstreerd.
Een nieuwe studie, gepubliceerd op 16 april in het tijdschrift Scientific Reports van Nature , heeft voor het eerst aangetoond dat een hersen-naar-herseninterface voor meerdere personen – genaamd ' BrainNet ' – ervoor zorgde dat drie personen met elkaar communiceerden en samen een taak/probleem oplosten door middel van directe hersen-naar-hersencommunicatie. De drie deelnemers – Zender 1, Zender 2 en Ontvanger – werkten samen aan een taak, een Tetris-achtig spel. Alle drie de deelnemers bevonden zich te allen tijde in verschillende ruimtes en er was geen communicatie tussen hen, dat wil zeggen dat ze elkaar niet konden zien, horen of spreken. Zowel de ontvanger als de zender waren uitgerust met ECG- en TMS-technologie, waardoor fysieke bewegingen volledig overbodig waren.
In dit Tetris-achtige spel wordt een blok bovenaan het scherm getoond en dit blok moet goed onderaan worden geplaatst om een lijn te vullen. Afzender 1 en Afzender 2 konden het spel zien (het blok en de lijn onderaan) maar konden het spel niet besturen. De ontvanger die het spel speelde en er volledige controle over had, kon alleen de lijn onderaan zien, maar wist niet hoe hij het blok moest verplaatsen. Om het spel met succes te voltooien, moest de ontvanger hulp zoeken bij afzender 1 en afzender 2 om de resterende informatie te krijgen. Dit moest worden bereikt via directe hersen-tot-hersencommunicatie met BrainNet.
Aan het begin van het experiment werd het spel getoond aan Sender 1 en Sender 2 op een computerscherm. Ze beslissen dan allebei hoe het blok gedraaid moet worden. Het scherm toonde een 'Ja' en 'Nee' met LED-lampjes die respectievelijk 17 keer en 15 seconden per seconde flitsten. Toen Senders een beslissing nam om het blok 'al dan niet te draaien', concentreerden ze zich of staarden naar het bijbehorende licht. De lampjes die in een ander patroon knipperen, kunnen unieke soorten elektrische activiteit in de hersenen veroorzaken die hun ECG-hoofdtoestel registreerde. De computer gaf realtime feedback om hun keuze weer te geven door een cursor naar de gewenste keuze te verplaatsen. Deze selectie wordt vervolgens vertaald in een 'Ja of een 'Nee'.
Vervolgens moet de informatie van de afzenders worden afgeleverd bij de ontvanger. Als het antwoord 'Ja' was (draai het blok), dan zag Ontvanger een felle lichtflits. Als alternatief, toen het 'Nee' was, zag de ontvanger geen licht. De beslissing van de afzender wordt vervolgens rechtstreeks naar de hersenen van de ontvanger gestuurd door transcraniële magnetische stimulatie. Vervolgens integreert de ontvanger informatie die is ontvangen van zender 1 en zender 2. De ontvanger droeg ook een ECG-hoofddeksel, dus net als de zenders neemt de ontvanger rechtstreeks vanuit zijn hersenen een beslissing om het blok al dan niet te draaien. De ontvanger vult nu met succes de regel onderaan en voltooit het spel.
In totaal hebben 5 groepen (met elk 3 deelnemers) de BrainNet-taak met succes voltooid. In totaal 16 ronden van het spel, vulde elke groep de lijn ten minste 81 procent van de tijd, dat wil zeggen in 13 proeven. Onderzoekers evalueerden de prestaties van BrainNet door ruis te injecteren door middel van valse positieven enz. Het bleek dat de ontvanger de meest betrouwbare afzender leerde vertrouwen, uitsluitend op basis van de informatie die naar hun hersenen werd verzonden, net zoals dit gebeurt in sociale interacties en communicatie in het echte leven.
De brain-to-brain-interface die BrainNet in de huidige studie beschrijft, baant de weg voor de toekomst van brain-to-brain-interfaces waarbij onderling verbonden hersenen van meer dan één persoon kunnen samenwerken om problemen op te lossen die niet door één persoon kunnen worden opgelost.
***
{U kunt de originele onderzoekspaper lezen door op de DOI-link hieronder in de lijst met geciteerde bron(nen) te klikken}
Bron (nen)
Jiang, L. et al. 2019. BrainNet: een Brain-to-Brain-interface voor meerdere personen voor directe samenwerking tussen hersenen. Wetenschappelijke rapporten. 9 (1). http://dx.doi.org/10.1038/s41598-019-41895-7
