08-09-2015

Institute of physics

VIDEO: DEZE VIDEO TOONT HOE EEN VRIJWILLIGER DE HERSEN-COMPUTERINTERFACE GEBRUIKT.
CREDIT: (C) KOREA UNIVERSITY / TU BERLIN

Wetenschappers aan de Korea University (Korea) en de TU Berlin (Duitsland) hebben een hersen-computerinterface ontwikkeld voor een exoskelet voor de onderste ledematen, door specifieke signalen in de hersenen van de gebruiker te decoderen.

Er wordt gebruik gemaakt van een elektro-encefalogram (EEG): dankzij een speciale EEG-muts kan de gebruiker zich bewegen (vooruit, naar links of rechts, zitten en rechtstaan) door eenvoudigweg naar één van de vijf flikkerende leds te staren.

Journal of Neural Engineering publiceert vandaag (dinsdag, 18 augustus) de resultaten.

Elk van de vijf flikkerende ledlampen heeft een andere frequentie. Als de aandacht van de gebruiker wordt gevestigd op een specifieke led, dan wordt die frequentie weergegeven in het EEG. Dat signaal wordt herkend en gebruikt om het exoskelet te besturen.

Er was een belangrijk probleem: deze concrete hersensignalen kunnen onderscheiden van signalen geassocieerd met andere hersenactiviteit en de vele kunstmatige signalen geproduceerd door het exoskelet.

“Een exoskelet produceert veel elektronisch ‘lawaai’”, verduidelijkt Klaus Muller, een auteur van de paper. “Het EEG-signaal wordt overstemd door al dat lawaai. Maar ons systeem is in staat om het EEG-signaal te detecteren, alsook de frequentie van de flikkerende led in dat signaal.”

Hoewel er in de paper wordt geschreven over testen met gezonde mensen, heeft het systeem de potentie om personen met een ziekte of beperking te helpen.

“Mensen met Amyotrofische Laterale Sclerose (ALS) (een motorische zenuwziekte) of letsels aan het bovenste ruggenmerg ondervinden moeilijkheden bij het communiceren en het gebuik van de ledematen”, gaat Muller verder. “Hun wensen decoderen via hersensignalen zou een belangrijke stap zijn om opnieuw te kunnen communiceren en lopen.”

Het controlesysteem zou kunnen dienen als een technisch eenvoudige en uitvoerbare toevoeging voor andere apparaten, in combinatie met EEG-mutsen en hardware die we nu op de consumentenmarkt zien verschijnen.

Vrijwilligers hadden maar een paar minuten nodig om de werking van het systeem onder de knie te krijgen. Vanwege de flikkerende leds werden de proefpersonen zorgvuldig gescreend op epilepsie alvorens aan het onderzoek deel te nemen. De wetenschappers werken momenteel verder om de ‘visuele vermoeidheid’, die vaak gepaard gaat met het langetermijngebruik van dergelijke systemen, te beperken.

“Onze drijfveer was het helpen van mensen met een beperking en ons onderzoek toont aan dat deze hersencontrole-interface gemakkelijk en intuïtief een exoskelet kan bestuderen – ondanks de uiterst uitdagende constructies van het exoskelet zelf”, besluit Muller.

Vertaling: Barbara Bastiaansen

Bron: EurekAlert