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 brain-to-brain interface bij mensen is waar inhoud vandaan komt neurale signalen worden geëxtraheerd van een 'zender' en afgeleverd bij een 'ontvanger' hersenen via digitale technologie om direct hersen-tot-hersen communicatie. Een brein-tot-herseninterface kan extraheren en leveren met behulp van hersenbeeldvorming en neurostimulatietechnieken. Niet-invasieve methoden genaamd elektro-encefalografie (ECG) en transcraniële magnetische stimulatie (TMS) worden gebruikt om respectievelijk de hersenactiviteit vast te leggen en informatie aan de hersenen te leveren. Het concept van de brain-to-brain interface is in theorie al een tijdje beschikbaar, maar het concept is tot nu toe nooit in zijn geheel gedemonstreerd.
Een nieuwe studie gepubliceerd op 16 april in NATUUR tijdschrift Wetenschappelijke rapporten heeft voor de allereerste keer een brain-to-brain interface voor meerdere personen gedemonstreerd – genaamd 'Hersennet' – van drie personen communiceerden en losten samen een taak/probleem op door gebruik te maken van directe hersen-tot-hersencommunicatie. De drie deelnemers - Sender 1, Sender 2 en Receiver werkten aan een gezamenlijke taak - een Tetris-achtig spel. Alle drie de deelnemers waren te allen tijde in verschillende kamers aanwezig en er was geen communicatie tussen hen, dwz ze kunnen elkaar niet zien, horen of met elkaar praten. Zowel de ontvanger als de zender zijn voorzien van ECG- en TMS-technologieën, waardoor fysieke bewegingen niet meer nodig zijn.
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
