Betaalbare hersengolflezer biedt hoop voor ALS-patiënten

Een team onderzoekers van de Nottingham Trent University (NTU) in het Verenigd Koninkrijk heeft een betaalbaar apparaat ontwikkeld dat hersengolven kan lezen en dat een stem kan geven aan mensen in de meest gevorderde stadia van ALS. 

Door hersensignalen te interpreteren, stelt het apparaat patiënten die niet meer kunnen bewegen of spreken in staat om te communiceren via gedachten alleen.
 
Voor professor Amin Al-Habaibeh, een expert op het gebied van intelligente technische systemen aan NTU, is dit project meer dan alleen onderzoek - het is persoonlijk. 
Zijn zwager, Naeem Radwan, stierf aan ALS toen hij 38 jaar oud was. Dat verlies motiveerde hem om een manier te vinden om anderen met dezelfde aandoening te helpen. 
 

Van links naar rechts: Dr. Ahmet Omurtag, projectleider professor Amin Al-Habaibeh, Sharmila Majumdar. 

Het resultaat is een hersengolflezer die is ontworpen met toegankelijkheid in het achterhoofd. Door gebruik te maken van kant-en-klare componenten en een nieuw algoritme voor kunstmatige intelligentie (AI), stelt het apparaat gebruikers in staat om 'ja' of 'nee' te antwoorden door zich verschillende scenario's voor te stellen. Een patiënt kan zich bijvoorbeeld voorstellen dat hij een voetbal trapt om 'ja' aan te geven of dat hij opgesloten zit in een kamer met een olifant om 'nee' aan te geven. Deze mentale oefeningen produceren verschillende hersengolfpatronen die worden gedetecteerd door drie elektro-encefalogram (EEG) sensoren die op het hoofd zijn bevestigd. Het systeem versterkt en zet de signalen om in digitale gegevens, die AI interpreteert en weergeeft als een reactie. 

“Deze technologie stelt mensen in de latere stadia van ALS in staat om vitale informatie te communiceren wanneer ze niet eens kunnen knipperen,” zei professor Al-Habaibeh. “Het zou gebruikt kunnen worden om comfortniveaus uit te drukken, medicatie aan te vragen of hun laatste wensen over te brengen.”

 
Toegankelijkheid boven winst 

High-tech medische apparaten brengen vaak onbetaalbare kosten met zich mee, maar NTU's innovatie beweert betaalbaarheid voorop te stellen. De hardware voor elk apparaat kost ongeveer £300, een fractie van wat traditionele EEG-gebaseerde communicatie-systemen kosten.

Om brede toegang te garanderen, geeft de universiteit het onderzoek vrij onder een Creative Commons licentie, waardoor het vrij beschikbaar wordt voor liefdadigheidsinstellingen, hospices en families. 

Met verdere ontwikkeling zou de technologie verder kunnen gaan dan eenvoudige 'ja' of 'nee' antwoorden. Onderzoekers denken dat het mogelijk is om gebruikers te trainen om een cursor op een scherm te besturen met vier verschillende denkbeeldige bewegingen: omhoog, omlaag, naar links en naar rechts. Er is ook potentieel voor toepassingen in de geestelijke gezondheidszorg, zoals het monitoren van stressniveaus.

Promovenda Sharmila Majumdar, die aan het project werkte, benadrukte de impact: “Deze technologie heeft de potentie om mensen te helpen communiceren in hun meest kwetsbare momenten. We zijn er trots op dat we dit onderzoek vrij beschikbaar hebben gemaakt om mensen met ALS te ondersteunen.” 

Wie werkt er nog meer aan brein-computer interface technologie? 

NTU's hersengolflezer maakt deel uit van een groeiende beweging om brein-computer interface (BCI) technologie te gebruiken om mensen met ernstige beperkingen te helpen. Bedrijven als Neuralink, opgericht door Elon Musk, en Synchron onderzoeken hightech hersenimplantaten om de communicatie en mobiliteit van mensen met verlammingen te herstellen. 
Elders hebben onderzoekers van de Universiteit van Californië in San Francisco hersenimplantaten ontwikkeld die neurale activiteit met opmerkelijke nauwkeurigheid in tekst omzetten. 

In Zwitserland hebben onderzoekers van het Wyss Center for Bio and Neuroengineering een niet-invasieve BCI ontwikkeld waarmee patiënten met het locked-in syndroom ja/nee vragen kunnen beantwoorden door alleen gebruik te maken van hersenactiviteit.

 
Op dezelfde manier werkt een team van de Universiteit van Cambridge aan AI-gestuurde neuroprotheses die stille spraak kunnen reconstrueren door subtiele neurale signalen van de spraakcentra in de hersenen te detecteren. 

Het werk van NTU onderscheidt zich naar eigen zeggen door zijn eenvoud en kosteneffectiviteit. Terwijl veel BCI-oplossingen gepaard gaan met invasieve implantaten en dure apparatuur, biedt dit apparaat een toegankelijk alternatief voor families en verzorgers die nu een praktische oplossing nodig hebben. 

Vertaling: Ann Bracke
Bron: Techinformed