Neurotechnologie & neurowetenschappen. Hoe werkt ‘deep brain stimulation’? Ingrijpen op ons brein: brainhacking. De plannen van Elon Musk met Neuralink? Hoe kun jij je hersenen stimuleren? Kan dat met zwakstroom en magnetisme? Hoe werken brein implantaten? Wat is het menselijk connectoom? Hack je brein!

Kun je ingrijpen in je hersenen, zodat je ineens superslim wordt of dat je alles altijd kan herinneren? In dit artikel alles over neurotechnologie en neurowetenschappen, plus de impact daarvan op ons leven, bedrijven, de overheid en de maatschappij.

Wat is neurotechnologie?

Wat is neurotechnologie en wat zijn neurowetenschappen? Wat weten we nu eigenlijk van onze hersenen? Neurotechnologie richt zich op de interactie van technologie met de hersenen en het zenuwstelsel als ook het beïnvloeden van lichaamsfuncties hiermee. Gerelateerd hieraan is ‘neuro engineering’. Dit is een methodiek om het neurale stelsel te meten, analyseren, repareren en erop in te grijpen.

Misschien klinkt het nog allemaal ver weg, maar op dit gebied gebeurt er al erg veel. Zo heb ik zelf nootropics getest, dit zijn supplementen die je kan slikken voor je cognitie. Een ander voorbeeld van iets dat ik zelf heb gedaan is neurofeedback. Hierbij train jij je hersenen om bijvoorbeeld meer focus te krijgen. Beide video’s staan onderin het artikel.

Verder kun je onderin een aantal video’s bekijken waarin ik experts interview. Zo spreek ik met Roland Dietvorst over neuromarketing, Femke Nijboer over ‘brain-computer interfacing’ en Neil Harbisson over zijn hersenimplantaat. Met Martijn van den Heuvel van het Dutch Connectome Institute organiseerde ik een Meetup en hem ik later nog een keer geïnterviewd voor mijn podcast [link onderin]. Van dit gesprek kun je ook een uitgeschreven transcriptie downloaden.

Hoe werkt het brein?

Hoe werkt het brein? In haar boek De Vijfde Revolutie noemt Lone Frank de hersenen ‘het meest complexe object in het universum’. Een brein weeg gemiddeld 1.300 gram en bevat honderden miljarden hersencellen (de neuronen) die kriskras met elkaar verbonden zijn via honderden biljoenen communicatieverbindingen (de synapsen).

Het brein is het meest complexe object in het universumLone Frank

Hoeveel neuronen het menselijk brein precies heeft, daar is nog wel wat discussie over. In ons podcastinterview zet Martijn van den Heuvel: ‘Men denkt tussen de 80 en de 100 miljard, waarvan de cortex – dus dat gedeelte, die kronkelige walnoot die je eigenlijk vanuit de buitenkant ziet – ongeveer 10 miljard. Die noemen we ook wel de cortex hè, die buitenkant van die walnoot, en dat is eigenlijk wat ons verschillend maakt van bijvoorbeeld krokodillen.

Dus hetgeen wat binnenin zit, de wat oudere structuren van de hersenen en die schil, de buitenste cortex. En die cortex heeft dus 10 miljard neuronen, zoals LEGO-bouwsteentjes. En die maken allemaal weer tussen de 1000 en 10.000 connecties. Dus dan krijg je 9 nullen en dan 10 miljard, 10 nullen. En dan nog eens een keer 5 nullen erbij. Dus dat is toch wel tussen de 13 en de 15 nullen, wat natuurlijk een astronomisch hoog getal is.’

Wat is neurowetenschap?

Neurowetenschap is de wetenschap die zich bezighoudt met alle aspecten van het zenuwstelsel. Fundamentele vragen in dit vakgebied gaan onder andere om hoe de hersenen zich ontwikkelen en hoe hersencellen communiceren. Hieronder valt ook hoe de neuronen en synapsen (verbindingen tussen neuronen) zich vertalen naar zintuigelijke ervaringen en andersom: hoe ervaringen worden opgeslagen in ons brein (en of/hoe dit zichtbaar is in de hersenen)

Als het om neurotechnologie of wetenschappen gaat, dan gaat het over de volgende onderdelen die je ook al in de afbeelding kon zien:

  1. Hersenen stimuleren
  2. Hersenen lezen
  3. Digitaal aansturen
  4. Symbiose

#1 Hersenen stimuleren gaat om het activeren van (delen van je) brein met zwakstroom of magnetisme. Kunnen we ingrijpen in onze hersenen om slimmer en productiever te worden?

#2 Hersenen lezen. Analyseren is in eerste instantie gericht op het vroegtijdig opsporen en genezen van aandoeningen zoals Alzheimer, autisme, ADHD en dyslexie. Daarvoor brengen onderzoekers het brein in kaart met het zogenaamde connectoom.

#3 Digitaal aansturen. Brein implantaten gaat om het inbrengen van elektronica in je hersenen.

#4 Symbiose. Het doel van het bedrijf Neuralink van Elon Musk is om een implantaat te ontwikkelen dat gedachten kan downloaden en uploaden.

Tot slot eindig ik met een deel over de toekomst. Hoe ver zijn we met ‘biodesign’ (het virtueel reconstrueren van ons brein in computers)? Of neem andere baanbrekende concepten: kunnen we al onze gedachtes over het internet versturen of machines aansturen?

Definitie neurotechnologie

Als het gaat om ons brein, dan kunnen we dat stimuleren (actief), aflezen en analyseren (passief), aansturen (van buiten naar binnen) en uiteindelijk de versmelting van het brein met een computer: symbiose. Om dit te verduidelijken heb ik het onderstaande model gemaakt.

In de rest van het artikel maak ik het onderscheid tussen deze vier categorieën: hersenen stimuleren, hersenen lezen, digitaal aansturen en de symbiose.


1. Hersenen stimuleren

Hersenen stimuleren. Hoe kun jij je hersenen stimuleren van de buitenkant? Kan ik mijn hersenen aanpassen om structureel superslim te worden? Kan ik met zwakstroom of magnetische golven bepaalde hersengebieden tijdelijk stimuleren? Dan kan op een aantal manieren, met TDCS (1), TACS (2) en met magnetisme (3).

#1 TDCS. Steeds meer wetenschappers en hackers houden zich bezig met breinstimulatie. Zo heb ik een ‘doe het zelf’ set besteld om zwakstroom op mijn hersenen te zetten voor meer focus of energie. Dat werkt op TCDS, oftewel transcranial direct current stimulation. Dit is een techniek waarbij er een klein beetje stroom op de hersenen gezet wordt. Het wordt veel gebruikt door gamers en het Amerikaanse leger doet er testen mee. TDCS is een soort elektrische doping voor het brein.

#2 TACS. Naast TDCS heb je ook TDAS. Dat staat voor transcranial alternate stimulation. De Thync maakt hier bijvoorbeeld gebruikt van. De Thync plaats je op je slaap. Tussen 2 plekken op je hersenen (afhankelijk of je focus of ontspanning wil) wordt zwakstroom gestuurd.

#3 Magnetisme. Hierbij zet je magneten op je hoofd. Op dit gebied wordt onderzoek gedaan naar onder meer de effecten op depressiviteit. Zelf heb ik hier nog niet mee geëxperimenteerd, maar het schijnt dat de Russen hier al veel wetenschappelijk onderzoek naar hebben gedaan.


2 Hersenen lezen

Begin 2016 organiseerde ik een Biohacking Meetup over neurotechnologie. Zelf gaf ik een korte inleiding bij deze meetup. Daarna was het woord aan Martijn van den Heuvel. Hij is hersenonderzoeker, assistent-professor aan de Universiteit van Utrecht en hij werkt bij het Dutch Connectome Lab.

Het doel van dit lab om het menselijk connectoom in kaart te brengen. Het connectoom is een beschrijving van de verbindingen tussen hersengebieden, zowel op macroniveau als op microniveau tussen neuronen en synapsen. Martijn won in 2011 een prijs van de Nederlandse Hersenstichting voor zijn onderzoek. In 2011 schreef The New Scientist over zijn onderzoek naar het menselijk connectoom [link onderin].

Hersenen hubs

De onderzoekers, onder leiding van Martijn van den Heuvel, kwamen er achter dat er in hersenen 12 gebieden zijn die intensief met elkaar samenwerken. Deze 12 gebieden zijn essentieel. Zo kwamen ze er achter als één van deze belangrijke gebieden beschadigd raakte, dat dit drie keer zo veel schade betekende dan als een ander gebied beschadigd raakte.

In het podcast interview dat ik met hem opnam in 2018 formuleerde hij het als volgt: ‘We noemen die gebieden ook wel de ‘hubs’, in de analogie van een airport hub in het Engels, een knooppunt. En die hersenhubs zijn onderling heel sterk met elkaar verbonden. Eigenlijk veel sterker, hebben we gezien, dan dat je je zou verwachten, als je gewoon naar willekeurige gebieden in de hersenen kijkt.’

Het menselijk connectoom met de 12 belangrijkste gebieden

Hersengebieden analyseren

De 6 gebieden die in het artikel worden belicht zijn de precuneus, de prefrontale cortex, de pariëtale cortex, de thalamus, de hippocampus en de putamen.

Dit is in het kort wat ze doen.

  • De functie van de precuneus hebben de onderzoekers nog niet helemaal scherp. Dit gebied lijkt een soort verdeelstation te zijn, dat de input van alle andere hersengebieden integreert.
  • De prefrontale cortex zorgt voor planning en regelt waarop jij je aandacht richt. De pariëtale cortex is sterk verbonden met je visuele context en daarmee registreer je wat er in je nabije omgeving gebeurd.
  • De thalamus speelt een belangrijke rol om alle visuele input samen te brengen.
  • In de hippocampus worden herinneringen opgeslagen en verwerkt.
  • Tot slot, de putamen regelt hoe jij je beweegt.

Het belangrijkste is dat deze hersengebieden intensief met elkaar samenwerken. Een beetje plat gesteld: gaat er eentje stuk, dan dondert alles in elkaar.

Je bent niet je brein. Je bent je connectiesMartijn van den Heuvel

Martijn doet met zijn onderzoeksgroep onderzoek naar de connecties tussen neuronen in de hersenen. Martijn:’Je bent niet je brein, zoals het boek van Dick Swaab. Eigenlijk ben jij je connecties’.

Het woord voor de connecties in je hersenen is het connectoom. Dat in kaart brengen is best een werk. Ga maar na. De hersenen van een mens bevatten 10 miljard neuronen. Dat zijn 10 triljoen connecties. Wil je dat allemaal opslaan in bits en bytes, dan heb je een harde schijf van 900 petabytes nodig.

Connecties neuronen

Het menselijk connectoom kun je zien als een grote routekaart met alle routes van neuronen naar andere neuronen. In het onderzoek waar Martijn een prijs van de hersenstichting heeft ontvangen en waarover is gepubliceerd, blijkt dat sommige gebieden meer connecties hebben dan andere gebieden. Martijn: ‘Je kan dat vergelijken met stations en spoorwegen. In Nederland heb je een aantal hele belangrijke stations, zoals Utrecht, Amsterdam, Groningen en Den Haag.’

Dit is een natuurlijk proces. Martijn maakt de vergelijking met het internet, dat op dezelfde manier is ontstaan en verder groeit. ‘Het is een dynamisch systeem’Er ontstaan clusters waar veel verbindingen naar andere gebieden ontstaan. Interessant is dat die gebieden ook beter doorbloed zijn dan andere gebieden én dat die clusters al aanwezig zijn bij een kind in de baarmoeder.  We worden er dus mee geboren.

Dit zegt hij er over in de podcast: ‘We zien inderdaad wel dat veel van die connecties en ook hoe die connecties eigenlijk in een soort netwerk zitten, dat dat al heel vroeg in de baarmoeder eigenlijk aangelegd wordt.’

Martijn van den Heuvel

Hersenen analyseren

Wat de lezing van Martijn interessant maakt is dat hij praktische voorbeelden gaf. Over de hersenen van psychopaten en het brein van Einstein.

  • Hersenziektes
  • Intelligentie
  • Creativiteit
  • Psychopaten

ZIEKTEBEELDEN Het onderzoek van Martijn richt zich nu op welke invloed het connectoom heeft op ziektebeelden. Bijvoorbeeld, ziet de landkaart (het connectoom) van iemand met schizofrenie er anders uit dan van iemand die deze aandoening niet heeft? Zo ja, dan kun je nog een stapje doordenken. Kun je bewust wijzigingen in de hersenen aanbrengen om daarmee iemand te genezen?

In het interview zegt hij dit erover: ‘We kijken met name neurodegeneratieve ziektes, zoals we die noemen. Dus ziektes die cellen kapot maken zoals Alzheimer, maar ook ALS – een spieraandoening, althans, een spieraansturingsaandoening – en Parkinson en dat soort ziektes, daar denken we steeds meer dat die ziekte als het ware van gebied naar gebied gaat en op die manier steeds meer verspreidt over de hele hersenen. Dat je ook om die reden krijgt een soort progressieve karakter van die ziekte krijgt. Het wordt steeds erger over de tijd.’

Intelligentie en creativiteit

INTELLIGENTIE ‘We zien een relatie tussen de intelligentie van mensen en de snelheid waarmee neuronen met elkaar communiceren’. Tegenwoordig kunnen we hier met computers naar kijken, maar Martijn vertelt een anekdote over de hersenen van Einstein. Deze werden na zijn dood door een wetenschapper gestolen om daar onderzoek naar te doen.

Bizar.

In de podcast (die 2 jaar later is opgenomen) geeft hij aan dat het met name gaat om de kwaliteit van de verbindingen: ‘Bij het onderzoek wat ernaar gedaan is lijkt het erop dat het niet zozeer meer is, dus niet kwantitatief, maar meer kwalitatief. Dus de manier waarop die connecties neergelegd zijn, dat dat een efficiënter netwerk geeft.’

Intelligentere mensen hebben een efficiënter netwerk in hun breinMartijn van den Heuvel

CREATIVITEIT ‘We zien een relatie tussen creativiteit en de hoeveelheid verbindingen in het connectoom.’ Met andere woorden, dat kunstenaars elementen uit verschillende disciplines met elkaar kunnen verbinden om iets nieuws te creëren, vindt dus letterlijk zijn weerslag in hun hersenen!

Dit zegt Martijn erover in de podcast: ‘Dus we kunnen wel degelijk verschillen zien tussen mensen die wel creatief zijn – kunstenaars, schrijvers – en mensen die wat minder creatief zijn. En één van de theorieën daarin is dat inderdaad die mensen die creatief zijn, andere weggetjes hebben als het ware, waardoor ze gewoon andere verbanden kunnen leggen.’

Brein van psychopaten

PSYCHOPATEN ‘Er is onderzoek gedaan naar de hersenen en het connectoom van criminelen in de gevangenis. Daaruit blijkt dat bij psychopaten de frontale kwab minder goed is ontwikkeld’.

Dit is wel boeiend. Gaat de rechtspraak hier in de toekomst rekening mee houden? Of denk aan films zoals Minority Report. Gaan we in de toekomst mensen al preventief oppakken vanwege de samenstelling van hun hersenen?

Dit raakt ook aan concepten zoals ethiek en vrije wil. In de podcast zegt Martijn dit er over: ‘Dat komt allemaal terug op de vraag: is het zo dat hoe jouw hersenen in elkaar zitten, dat dat ook jouw gedrag definieert? Of dat je meer gelooft dat het gedrag wat je vertoont, toch een beetje voortkomt uit je eigen wil en dat het min of meer wat losser staat van hoe je hersenen eruitzien?’

ECoG en ePhys

De methode die Martijn beschrijft werkt aan de buitenkant van het brein. Als je de schedel opent, dan is er meer mogelijk. ECoG (eletrocotricografie) is een techniek waarbij honderden elektrodes direct onder op het hersenoppervlakte worden geplaatst. Bij ePhys worden elektrodes die vaak nog dunner zijn dan een menselijke haar diep in de hersenen gemeten om de voltages op tot wel duizend verschillende plekken tegelijkertijd te meten.

Deze technieken worden onder meer gebruikt om epileptische patiënten te onderzoeken. De onderzoekers proberen in beeld te krijgen in welk deel van de hersenen de epileptische aanvallen worden getriggerd.


3 Digitaal aansturen

Een spannend terrein als het gaat om elektronica in het lichaam zijn de hersenen. Vaak wordt dit gedaan om in te grijpen op de hersenen of de hersenen digitaal aan te sturen. Martijn over hoe je met brein implantaten je hersenen kan stimuleren: ‘Dat kan met magneten, met stroom of met een naald. De techniek heet deep brain stimulation. Daar zien we al hele goede resultaten met Parkinson patiënten’.

Op de Singularity University the Netherlands Summit in september 2016 sprak ik met Divya Chander. Zij is Neural Data Scientist en anesthesioloog bij Stanford. In haar onderzoek proberen ze heel gericht neuronen en synapsen te analyseren. Een nadeel van ‘deep brain stimulation’ is dat het een invasieve technologie is. Je brengt electronica in de hersenen. Daarmee loop je het risico dat andere hersengebieden worden aangetast.

Volgens Divya Chander (Stanford) zijn er oplossingen voor. Er worden testen gedaan met licht (optogenetic technology) bij muizen en geluid (sonogenetics).  Een andere oplossing is volgens haar psychedelische middelen. Zij past in haar onderzoeken toe, bijvoorbeeld met ketamine. ‘Ketamine kan helpen bij de opiaat receptoren en daarmee verslaving verminderen’.

Toch gaat het snel. Dit zijn een aantal voorbeelden.

  1. Kernel
  2. Neural Dust
  3. Geheugen verbeteren
  4. Kleuren horen

#1 Kernel. Zo is er het bedrijf Kernel [link onderin]. Dat is een start-up die chips ontwikkelen. Deze chips worden ingebracht bij patiënten die leiden aan Parkinson of Alzheimer. De chips simuleren hoe neuronen met elkaar kunnen communiceren. De neurowetenschappers die bij Kernel werken, die verwachten dat de technologie ook gebruikt kan worden om mensen slimmer of vrolijker te maken.

De oprichter, Bryan Johson, zegt dat zijn doel is om de hersenen dingen te laten doen die het nooit kon. Het bedrijf wil alle functies van de hersenen kunnen analyseren én programmeren [link onderin].

#2 Neural Dust. Dit is een chip met de omvang van een graankorrel. [link onderin]. De chip wordt aangestuurd en aangedreven door geluid. De chips kunnen in theorie gebruikt worden om (op afstand) zenuwen en spieren te bestuderen, te monitoren, te controleren en te besturen.

#3 Een groep wetenschappers van de University of Southern California (Los Angeles) plaatsten een prothese in het brein van epilepsiepatiënten. Deze prothese geeft elektrische schokjes aan de hippocampus. Dit is het gebied in de hersenen waar zowel epilepsie als problemen het geheugen worden gelokaliseerd.

Volgens een artikel in de New Scientist werden de schokjes per patiënt in een bepaald patroon toegediend [link onderin]. Nu komt het interessante: een test van het werkgeheugen gaven veel betere resultaten dan wanneer de schokjes willekeurig of niet werden toegediend.

#4 Een bekende biohacker is Neil Harbisson. Hij is kleurenblind geboren, maar hij kan nu met een implantaat kleuren horen. Ik haal hem vaak aan bij lezingen over dit onderwerp. Hij staat trouwens ook op de foto bovenaan dit artikel.

Onderin dit artikel staat een video interview met Neil Harbisson!


Het bekendste voorbeeld is momenteel Neuralink, een bedrijf waar Elon Musk zeggenschap heeft. 

3 Symbiose

Halverwege 2017 kwam Elon Musk weer in het nieuws. Niet vanwege de bedrijven waar hij al bij betrokken was (Tesla of SpaceX), maar omdat hij heeft geïnvesteerd in het bedrijf Neuralink. Dat bedrijf wil met een chip implantaat in het hoofd de menselijke intelligentie uitbreiden met kunstmatige intelligente [link naar mijn artikel over kunstmatige intelligentie staat onderin]. Concreet: dit bedrijf wil kunnen ingrijpen op de neuronen in de hersenen, eigenlijk net zoals het bedrijf Kernel en Neural Dust van hierboven.

Het lastige is, volgens onderzoeker Paul Merolla, dat de werking van de neuronen per persoon verschilt. Een tweede probleem zijn de talloze verbindingen die neuronen met elkaar in een netwerk maken. Momenteel hebben we de rekenkracht nog niet om dit in kaart te brengen, laat staan om daar op in te kunnen grijpen. Een derde probleem is neuroplasticiteit. De verbindingen in onze hersenen veranderen elk moment.

4 Neuralink en Elon Musk

Het is niet zo makkelijk dat je een script voor neuronen kan downloaden dat voor mij op een bepaalde manier werkt, dat ik dat kan kopiëren naar iemand anders en dat diegene vervolgens hetzelfde kan als ik. De scenes uit de Matrix waarin Neo nieuwe vaardigheden kan downloaden, lijken nog ver weg.

Het perspectief is echter wel interessant. Op WBW [link onderin] staat de mooie vergelijking dat we als mensheid ongeveer 50.000 jaar geleden taal hebben uitgevonden. Dat is een vorm van communicatie die we nog steeds gebruiken. Oké, schrift, boekdrukkunst en internet zijn er bij gekomen. Maar waarom kunnen we niet via onze gedachten met elkaar communiceren?

In september 2018 sprak hij hierover in de podcast van Joe Rogan:

Uitleg Neuralink

Dat is de missie van Elon Musk. Hij ziet zichzelf als hemelbestormer, door met zijn ideeën, geld en verbeeldingskracht een hele nieuwe industrie te ontwerpen. Neural Dust en Kernel gaan te langzaam. Het doel met die nieuwe industrie is niet alleen om geld te verdienen, maar ook om de mensheid als geheel verder te brengen.

Wat zijn dan de voordelen?

  • Snellere communicatie tussen mensen
  • Meer genuanceerde en accurater communicatie tussen mensen (volgens Elon Musk zelf)
  • Bovenstaande punten leiden weer tot betere samenwerking, meer innovatie, etc.
  • Direct gebruik maken van kunstmatige intelligentie. Denk aan het direct verstaan van een vreemde taal

Musk stoort zich aan ‘de output’ van het menselijk brein. Die is tergend langzaam, vergeleken met bijvoorbeeld ‘de hoge bandbreedte van de visuele interface met het brein’ (de ogen) van mensen. Met andere woorden: data komt wel snel binnen, maar om te praten of te typen? Daar gaat heel langzaam. Daarom zijn idee: als we gedachten kunnen afvangen en omzetten in tekst of beweging, zou de mensheid een stuk efficiënter communiceren.

De output van het menselijk brein is tergend langzaamElon Musk

Kunnen mensen dan je gedachten lezen? Zo zal het niet zijn volgens Musk. Volgens hem moet je dan zelf de keuze maken om een gedachte met iemand anders te delen. Misschien noemen we het geen gedachte meer, maar hebben we een ander woord voor gedachten die je voor jezelf houdt en gedachten die je deelt.

Daarnaast zijn er nog talloze andere uitdagingen die de wetenschappers, onderzoekers en techneuten bij Neuralink te wachten staat.

Eind 2019 heb ik Randal Koene hierover geïnterviewd voor mijn Youtube kanaal. Bekijk het interview onderin.

Kritiek

Hoe kun je met die talloze neuronen en verbindingen genoeg bandbreedte creëren? Hoe leidt je energie naar de chip toe? Kunnen we alle mensen gaan chippen? Alles kan gehackt worden, hoe gaan we daarmee om? In een artikel in de Volkskrant geeft Esther Keymolen (Universiteit van Leiden) aan dat je de mens afhankelijk maakt van een commercieel bedrijf: ‘Je krijgt met deze technologie in feite een bedrijf in je hoofd. Het is nu al moeilijk te achterhalen wat technologieconcerns met al je gegevens doen en hoe ze verbanden leggen.’ Later vraag ik dit haar ook tijdens een interview voor mijn Youtube kanaal [link onderin].

Je krijgt met deze technologie in feite een bedrijf in je hoofdEsther Keymolen

Dit bespreek ik ook met Martijn van den Heuvel in de podcast: ‘De vraag is of we dat willen als maatschappij. Willen we dat? Willen we een extra harde schijf, bij wijze, van onze hersenen? Of misschien dat we op die manier beïnvloed worden door een chip? Je kan beargumenteren dat je daardoor een vorm van autonomie natuurlijk verliest.’

Het biedt ook een paradigma de andere kant op. Misschien ontstaat er dan een echt collectief bewustzijn. Dan worden we door de symbiose van mens en machine echt een nieuwe soort.

Kritiek op de technologie is er ook. Professor David Eagleman van Stanford University zegt dat het veel waarschijnlijker is dat we neuronen genetisch kunnen modificeren dan wel dat we met robots op nanoschaal de hersenen kunnen analyseren of er op kunnen ingrijpen. Daarvoor hoeven we niet per se invasief technologie in de hersenen te brengen.

Elon Musk. Ik heb zijn autobiografie gelezen, een fascinerende man. Zijn plannen met Neuralink verbazen me niet.


Toekomst

Als we het menselijk connectoom volledig in kaart hebben gebracht, kan ik dan met mijn hersenen computers aansturen? Of mijn gedachten versturen over het internet? Kan ik zo over afstand communiceren met anderen via mijn gedachten?

Er worden nu onderzoeken gedaan naar gedachten lezen, dromen vangen en analyseren of iemand liegt.Divya Chander

Kunnen we ooit gedachten lezen? Volgens Divya Chander wel. Ze haalt een onderzoek aan uit 2011 van Nishimoto en anderen, waarin ze op basis van EEG scans al heel grofweg konden analyseren waar de proefpersonen aan dachten.

Wat ook kan:

  • weten waar andere mensen over dromen, volgens het onderzoek van Horikawa (2013)
  • weten of mensen liegen, volgens een onderzoek van Davatzikos (2005)
  • de intentie van iemand afleiden, volgens een onderzoek Gallant (2016)

Het laatste onderzoek werd mij door iemand aangeraden toen ik als expert te gast was op een bijeenkomst van het Ministerie van Justitie. Oké, het onderzoek is iets minder spannend. In dit geval konden ze zien of iemand van plan is om een wiskundige berekening uit te voeren.

Hoe bizar is dat?

Divya Chander (foto: Sebastiaan ter Burg)

Dromen lezen

Na het onderzoek van Horikawa (2011) kwam het onderzoek naar het meten van hersenactiviteit tijdens het slapen en dromen goed op gang. In 2017 konden wetenschappers van de Universiteit van Wisconsin een plek identificeren in de hersenen die oplicht als we dromen [link onderin]. Wat de onderzoekers vooral opviel, is dat het gebeurde in zowel de REM slaap als ook in andere delen van een slaapcyclus.

Een ander deel van het onderzoek was nog boeiender. De wetenschappers hebben een algoritme gemaakt waarmee ze met 90% zekerheid konden voorspellen of iemand droomde of niet. Daarbij konden ze een grove inschatting maken waar de proefpersonen over droomden. De hoofdonderzoeker Siclari zegt dat het brein wanneer je droomt best veel gelijkenis vertoont met een brein wanneer je wakker bent.

Zoals ik al schreef: dit is behoorlijk grof. De onderzoekers zagen dat er delen van de hersenen werden geactiveerd die waren geassocieerd met plaatsen, mensen, spreken en bewegen. Om dit te onderzoeken gingen de 32 proefpersonen slapen met elektroden voor een EEG op hun hoofd. Ze werden onregelmatig wakker gemaakt door onderzoekers en gevraagd of ze aan het dromen waren (en waarover ze droomden).

Hersenen construeren

Een van de meest fascinerende (en onheilspellende) visies is het construeren van hersenen om deze vervolgens te kopiëren in een computer. Dit wordt ook wel ‘mind uploading’ genoemd. In mijn artikel over transhumanisme kun je hier meer over lezen [link onderin].

Één van de aanhangers hiervan is Ray Kurzweil, werkzaam bij Google en auteur van diverse boeken. Zo schreef hij het boek ‘How to create a mind’ [link onderin]. Mede op basis van dit boek werd hij aangenomen bij Google. Zij willen het model gebruiken om met kunstmatige intelligentie sneller talen te leren (en te vertalen).

De kern van het model van Kurzweil is dat de neocortex is opgebouwd uit vergelijkbare onderdelen en dat ieder onderdeel in staat is om patronen te herkennen en die te plaatsen in een hiërarchische structuur. Dit proces kun je, met voldoende rekenkracht, nabouwen in een computer.

Kritiek Mind uploading

Volgens sommige neurowetenschappers is de wetenschap achter het model van Kurzweil verouderd of slecht onderbouwd. Dit is ook wat Martijn van den Heuvel beaamt in ons interview: ‘Elke gebeurtenis, alles wat ik meemaak, dat vormt en verandert continu de staat van mijn brein. En ook hoe jij in je omgeving staat; het feit dat jij interactie kan hebben, dat jouw lichaam interactie kan hebben met jouw omgeving, heeft enorme gevolgen op jouw brein en vice versa. Dus dat neem je allemaal niet mee als je dat één-op-één uploadt.’

Psycholoog en auteur Daniel Kahneman wijst op een ander punt: ‘Onze cognitie is lijfelijk. We denken met heel ons lichaam, niet alleen met ons brein’.

Typen met gedachten

Waarom kun je geen tekst typen met je gedachten? We zijn nu gewend aan software die spraak kan omzetten naar tekst. De volgende logische stap is om te schrijven met je gedachten. Het klinkt misschien futuristisch en vergezocht, maar Facebook werkt aan deze technologie [link onderin].

In het voorjaar van 2017 organiseerde het bedrijf een evenement voor ontwikkelaars. Daar sprak Regina Dugan, zij is ‘vice president’ van de Engineering afdeling van Facebook. Ze willen met een niet invasieve technologie (dus het apparaat gaat niet in de hersenen) zorgen dat je kan schrijven met je gedachten. Ze gaan nu uit van 100 woorden per minuut.

Tijdens haar presentatie vertelde ze dat de toepassingen immens en revolutionair kunnen zijn. Dugan: ‘Denk maar eens aan ja of nee klikken met de muis. Straks kan je dat veel sneller met je gedachten doen’.

Gedachten besturen

Hoe ver zijn we nog voordat we dingen kunnen aansturen met onze gedachten? Divya Chander haalt een onderzoek aan van Miguel Nicolelis (Duke University) waarbij iemand met zijn gedachten een rolstoel kan aansturen. Of een exoskelet aansturen.

In 2016 kwam ook in het nieuws dat iemand een vliegtuig had bestuurd met zijn hersenen [link onderin]. Een ander fascinerend onderzoek kwam uit Lausanne, waar onderzoekers een draadloze verbinding hadden gemaakt tussen de hersenen van een aap en zijn spieren.


De toepassingen klinken misschien vergezocht, maar technologiebedrijven en onderzoeksinstituten zijn volop bezig met neurowetenschappen en technologie. Wat zijn de gevaren en uitdagingen?

Waarschuwing

Deze onderzoeken zijn op zichzelf al fascinerend. Maar wat als je het combineert met andere technologieën, zoals virtual reality en kunstmatige intelligentie? Een concreet voorbeeld van een combinatie met een andere technologie is nanotechnologie. Denk aan neural dust en Neuralink dat ik eerder beschreef.

Er is eigenlijk vrij weinig tijd. Als we hier niet snel iets mee doen, is het te laat.Howard Chizeck

Misschien kun je daarmee ooit iemands gedachten lezen zonder dat diegene het door heeft. Daarom vindt Howard Chizeck van het University of Washington Biorobotics Lab dat we maatregelen moeten nemen [link onderin]. Nu al. Hij is niet heel positief. ‘Er is eigenlijk vrij weinig tijd. Als we hier niet snel iets mee doen, is het te laat.’Hij is bang dat niet alleen hackers deze technologieën kunnen misbruiken, maar dat het ook kan gelden voor instituten zoals de overheid en de politie.

In een interview met de NRC zegt hersenwetenschapper Peter Hagoort dat hij verwacht dat het niet zo’n vaart zal lopen [link onderin]. Peter Hagoort: ‘We hebben nog onvoldoende kennis over onze hersenen om samensmelting met chips te realiseren. Wel is het al mogelijk kevers van een neuro-implantaat te voorzien, zodat je ze als een modelvliegtuigje kunt besturen. Maar deze technologie is nog rudimentair.’


Boek Neurotechnologie

In het begin van dit artikel heb ik het boek De Vijfde Revolutie van Lone Frank al een keer genoemd. Wat mij betreft is het een leesbaar en toegankelijk boek over het brein en neurotechnologie.

De titel slaat op de revolutie van de hersenwetenschappen. De term is afkomstig van de Amerikaanse neuroloog Vilnayur Ramachandran. De eerste vier revoluties zijn volgens hem het heliocentrisme van Copernicus, de evolutietheorie van Darwin, de psychologie van Freud en de relativiteitstheorie van Einstein. Eerlijk gezegd vind ik Freud de vreemde eend in de bijt, maar dat is mijn persoonlijke mening.

Lone Frank is een Deense wetenschapsjournalist, auteur en ze is gepromoveerd in neurobiologie. In het boek neemt ze de lezer mee met haar eigen zoektocht naar de werking van het brein. Is religie het product van ons bewustzijn? Kun je moraliteit lokaliseren in de hersenen? Kun je met hersenscans de prestaties van beurshandelaren voorspellen? Haar conclusie is dat het vakgebied vraagt om een breder maatschappelijk debat, zowel over de gevolgen van het het aflezen van het brein alsook wat er gebeurd als we er steeds nauwkeuriger op kunnen ingrijpen.


Video neurotechnologie

Randal Koene is een Nederlandse neurowetenschapper. Hij woont en werkt al jaren in de Verenigde Staten. Hij richtte de stichting Carboncopies op en was betrokken bij onder meer Kernel, Neuralink en project 2045.

In dit gesprek praten we over neuroprotheses, whole brain emulation en initiatieven op dit gebied zoals Neuralink, Kernel, The Human Brain Project en Carboncopies.

Interview met Randal Koene

Op het Brave New World conference 2017 in Leiden heb ik een aantal interviews opgenomen. Zo sprak ik met Neil Harbisson, Moon Ribas en Manel Munoz over ‘human enhancement’, cyborgs en ‘transpecies’.

Bekijk het interview hieronder:

Interview met Neil Harbisson, Moon Ribas en Manel Munoz

Tijdens de Singularity University the Netherlands Summit 2017 in Haarlem had ik een interview met Roeland Dietvorst van Alpha.One. Hij legt uit wat neurowetenschap, neurotechnologie en neuromarketing is.

Bekijk het interview hieronder:

Interview met Roeland Dietvorst, Alpha.One

Tijdens de Brave New World Conference 2017 in Leiden interviewde ik Femke Nijboer. Ze vertelt over het onderzoek naar het ‘locked-in syndroom’ en de vorderingen op het gebied van ‘brain-computer interfacing’. Wat zijn interessante (en angstaanjagende) ontwikkelingen?

Bekijk het interview hieronder:

Interview met Femke Nijboer, Universiteit van Leiden

Wat zijn de risico’s van het hebben van een hersenimplantaat van een commercieel bedrijf zoals Neuralink? Dit was mijn eerste vraag in een gesprek Esther Keymolen (assistent-professor aan de Tilburg University).

Bekijk het interview hieronder:

Interview Esther Keymolen over vertrouwen in technologiebedrijven

Op mijn blog Project Leven schreef ik over neurofeedback. Daarnaast maakte ik een vlog met mijn ervaringen.

Bekijk de video hieronder:

Video over neurofeedback

In april 2018 was ik te gast in de radioshow van Yoeri op 3FM. Hij interviewde me over nootropics. Wat is het, hoe werkt het en welke tips heb ik voor mensen die willen beginnen?

Bekijk het interview hieronder:

Interview voor 3FM over nootropics


Meer weten

Wil je meer weten over neurotechnologie? Neem dan contact met me op als je vragen hebt! Ook als je me wil uitnodigen om een lezing of presentatie te geven bij je bedrijf, op je congres, symposium of bijeenkomst.

Deze ontwikkeling bespreek ik dan vanuit de bredere context van biohacking of transhumanisme:

Kijk trouwens naar mijn lezingen pagina voor een overzicht van waar en waarover ik heb gesproken.


Leeslijst

Wil je meer weten over brainhacking om beter te presteren of wat het gaat betekenen in de komende jaren? Eerder schreef ik deze artikelen over dit thema:

Hier kun je mijn podcast interviews luisteren. Je kan je ook abonneren op de Biohacking Impact podcast via iOSAndroid of Youtube.

Aflevering 91 is met professor Maarten Frens. Hierin praten we uitgebreid over hersenonderzoek en methoden zoals optogenetica en TDCS.

Aflevering 62 is met Martijn van den Heuvel. Hierin praten we uitgebreid over het connectoom en neurotechnologie.

Voor het radioprogramma Yoeri op Radio 3FM werd ik in 2018 geïnterviewd over nootropics:

De podcast reeks Bionic Man van BNR en het Financieel Dagblad waarbij aflevering 1 ging over brain-computer interfacing:

Aflevering 6 ging over breinverbetering:

Hier kun je de uitgeschreven transcriptie van het interview downloaden:

Ik kwam in de media over dit onderwerp:

  • Artikel Breingein in magazine Quest

Op mijn persoonlijke blog Project Leven schreef ik deze artikelen:

Deze boeken heb ik over dit onderwerp gelezen:

  • Boek De Vijfde Revolutie

Dit zijn externe links die ik heb gebruikt:

  • Artikel: The rich club that rules your brain
  • Artikel: Direct brain-to-brain communication demonstrated in human objects
  • Artikel: Neil Harbison: the world’s first cyborg artist
  • Artikel: Neural dust
  • Onderzoek over epilepsiepatiënten en verbetering werkgeheugen
  • Artikel over Kernel
  • Artikel: Neuralink van Elon Musk
  • Website: DIY TDCS kit
  • Onderzoek: Reconstruction visual experiences from brain activity
  • Onderzoek naar dromen en hersenactiviteit
  • Artikel over typen met je gedachten
  • Artikel: Vliegtuig besturen met je gedachten
  • Artikel: Brainhacking door hackers
  • Boek het Bouwen van een Brein
  • Artikel over cyborg brein

Wat wil jij nog weten over brainhacking? Laat het me weten in de comments!