China's eerste invasieve BCI-test stelt geamputeerden in staat spellen te besturen via neurale signalen

Het in Shanghai gevestigde Ladder Medical, dat samenwerkt met het Huashan Ziekenhuis van de Fudan Universiteit, heeft de eerste klinische test van het land uitgevoerd de eerste klinische test in het land uitgevoerd van een langdurig invasieve brein-computer interface (BCI). Het onderzoek stelde een geamputeerde in staat om een racegame te besturen met alleen neurale activiteit en creëert een nationaal platform voor toekomstig neuroprothetisch onderzoek.

De onderzoekers gingen twee belangrijke uitdagingen aan: onstabiele signalen en een hoog operatierisico. Ultraflexibele micro-elektroden, elk ruwweg een honderdste van de diameter van een menselijke haar, worden in het corticale weefsel geïntegreerd met een minimale immuunrespons, waardoor duidelijke neurale opnames in de loop van de tijd behouden blijven. Chirurgen vervingen de traditionele craniotomie door een 3-5 mm schedelpunctie, waardoor het trauma en de hersteltijd aanzienlijk werden verminderd. Drie weken na de implantatie had de deelnemer cursorbesturing die vergelijkbaar was met die van een conventioneel touchpad.

Klinische toepassingen reiken verder dan eenvoudige interfacetests. Bij patiënten met ruggenmergletsel of ledematenverlies kunnen intacte signalen van de motorcortex worden gedecodeerd om externe apparaten zoals exoskeletten of robotarmen te bedienen, waardoor belangrijke bewegingen worden hersteld en de onafhankelijkheid wordt vergroot.

BCI-onderzoek richt zich ook op communicatie en neuromodulatie. Het decoderen van spraakgerelateerde corticale activiteit zou "mind typing" kunnen bieden voor de naar schatting 50 miljoen mensen wereldwijd die met afasie leven, waaronder ALS-patiënten in een vergevorderd stadium. Nauwkeurige elektrische stimulatie kan in de tussentijd afwijkende neurale patronen onderdrukken die betrokken zijn bij de ziekte van Parkinson, depressie of epilepsie, waardoor therapieën op basis van medicijnen mogelijk worden overtroffen.

Signaalverwerking blijft de centrale technische uitdaging. Geïmplanteerde arrays leggen de vuren van afzonderlijke neuronen vast; machinaal lerende algoritmen vertalen deze patronen in digitale opdrachten; externe hardware voert de resulterende instructies uit. Naarmate de algoritmen vorderen, verwachten onderzoekers rijkere bidirectionele verbindingen die het geheugen zouden kunnen verbeteren, slimme omgevingen zouden kunnen besturen of zouden kunnen samengaan met kunstmatige intelligentie voor een naadloze samenwerking tussen mens en machine.