Apen kunnen in een virtuele wereld rondlopen, aangestuurd door hun gedachten

Apen met ongeveer driehonderd geïmplanteerde elektroden in hun hersenen, konden avatars door verschillende virtuele omgevingen laten lopen.

Apen die waren uitgerust met een zogeheten brein-computerinterface (BCI) wisten met enkel hun gedachten door verschillende virtuele werelden te navigeren. Onderzoekers hopen dat deze experimenten zullen leiden tot technieken waarmee verlamde mensen virtuele werelden kunnen verkennen, of elektrische rolstoelen kunnen aansturen met hun brein.

Virtueel landschap

Het team van hersenwetenschapper Peter Janssen van de KU Leuven in België heeft bij drie resusapen (Macaca mulatta) een brein-computerinterface geïmplanteerd. Elk dier kreeg drie implantaten met elk 96 elektroden. Die kregen een plekje in drie hersengebieden: de primaire motorische cortex, en de dorsale en ventrale premotorische cortex. Het eerste gebied stuurt fysieke bewegingen aan. De andere twee gebieden zijn waarschijnlijk betrokken bij het plannen van bewegingen op een hoger, abstracter niveau.

LEES OOK

Neurobioloog Dick Swaab: ‘Je krijg steeds meer vragen in plaats van oplossingen’

In zijn boek 'Hersenonderzoeker bij toeval' blikt Dick Swaab terug op zijn carrière. ‘Ik vergelijk het brein met het universum: ongekend ingewikke ...

De implantaten gaven elektrische signalen af die werden geïnterpreteerd door een AI-model. Op die manier konden de apen VR-avatars besturen terwijl ze naar een 3D-monitor keken.

De apen bleken in staat om vanuit een vast gezichtspunt een bol te besturen die door een virtueel landschap bewoog. Daarnaast konden ze ook VR-apen besturen vanuit een derdepersoonsperspectief, zoals in computerspellen. Ze konden zelfs door virtuele gebouwen navigeren door deuren te openen en van kamer naar kamer te lopen.

Elektrische rolstoelen

In eerdere BCI-proeven met mensen moesten de deelnemers aan een fysieke beweging denken, zoals het opheffen van een vinger, om een cursor op een scherm te verplaatsen. Janssen is van mening dat de manier waarop zij de sensoren bij de apen plaatsten een meer intuïtieve verbinding oplevert doordat bewegingen op een hoger niveau worden aangestuurd.

‘We kunnen het deze apen natuurlijk niet vragen, maar we denken dat het een intuïtievere manier is om een computer te bedienen’, zegt Janssen. Hij voegt daaraan toe dat mensen het gebruik van de huidige BCI’s soms omschrijven als ‘proberen om je oren te bewegen’ – een vreemde en soms frustrerende ervaring, die weken of maanden kan duren om onder de knie te krijgen.

Janssen stelt dat de aanpak ook bij mensen zou werken. Verlamde mensen zouden dan intuïtief door virtuele werelden kunnen navigeren of elektrische rolstoelen kunnen besturen.

Maar dergelijke tests bij mensen later nog wel even op zich wachten. ‘Er is nog wat werk nodig om precies te weten waar we de elektroden bij mensen moeten implanteren. De precieze locatie van veel van deze gebieden is bij mensen namelijk nog niet goed bekend’, zegt Janssen. ‘Maar zodra we dat hebben uitgezocht, moet het mogelijk zijn. Het kan zelfs makkelijker zijn, omdat je mensen kunt uitleggen wat ze moeten doen.’

Computerspellen

Neurowetenschapper Andrew Jackson van de Universiteit van Newcastle in Engeland zegt dat het indrukwekkend is dat de apen hun bewegingen vanuit verschillende gezichtspunten en in verschillende contexten kunnen aansturen. Het kan dat de BCI verbinding heeft gemaakt met hersendelen die op een abstracte manier over beweging nadenken. Daardoor zou het systeem flexibel genoeg zijn om zich aan te passen aan verschillende contexten – net zoals mensen die verschillende computerspelletjes spelen met dezelfde controller.

‘Ik heb verschillende knoppen indrukken en in verschillende spellen moet ik de specifieke verbanden tussen die knoppen en het betreffende spel uitzoeken’, legt Jackson uit. ‘Maar dat is vrij eenvoudig, omdat er maar een beperkt aantal combinaties is dat ik kan proberen. Als ik voor een nieuwe spel de controller zou moeten neerleggen en naar mijn koelkast moet lopen of iets dergelijks, dan zou het veel moeilijker zijn.’

Virtuele drone

Er zijn al verschillende proeven met eenvoudigere BCI’s bij mensen uitgevoerd. Bij een daarvan kon een verlamde man een virtuele drone door een hindernissenparcours sturen. Dat deed hij door simpelweg te denken aan het bewegen van zijn vingers. De hersensignalen werden ook in dit geval geïnterpreteerd door een AI-model. In een andere proef lukte het iemand om zich voor te stellen dat hij met een pen schreef, waarna een computer de hersensignalen omzette in tekst.

In 2024 onthulde het bedrijf Neuralink, mede opgericht door de controversiële techmiljardair Elon Musk, dat het voor het eerst zijn BCI bij een mens had geïmplanteerd. Daarmee kon diegene een cursor op een computer besturen. Later bleek echter dat na slechts een maand zo’n 85 procent van de elektroden was verschoven. Daardoor was het vermogen van de persoon om een computer te bedienen drastisch afgenomen.