Onderzoekers van de KU Leuven hebben een belangrijke vooruitgang geboekt in de ontwikkeling van brein-computerinterfaces (BCI's), technologie die patiënten met neurologische aandoeningen opnieuw controle kan geven over beweging, spraak of andere functies. Dat blijkt uit een nieuwe studie die is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Science Advances.
BCI's meten hersensignalen via elektrodes in of op de hersenen, of op de schedel, en zetten die om in computercommando's. Het uiteindelijke doel is om mensen met bijvoorbeeld een verlamming opnieuw zelfstandiger te maken.
In het onderzoek slaagden de KU Leuven-wetenschappers erin om hersenactiviteit te gebruiken om een virtueel personage in realtime aan te sturen in een complexe driedimensionale omgeving. Proefdieren - drie resusapen - konden zonder fysieke beweging een avatar door een virtuele wereld navigeren, obstakels ontwijken en hun traject aanpassen wanneer doelen veranderden.
De nieuwe BCI maakt gebruik van signalen uit meerdere motorische hersengebieden tegelijk. Dat zorgt voor een meer intuïtieve en flexibele controle dan bij eerdere systemen, die doorgaans slechts één hersengebied benutten. Bovendien bleek dat de proefdieren nauwelijks training nodig hadden om het systeem te bedienen: na een korte leerfase pasten de hersenen zich verder aan tijdens het gebruik.
"We zien dat de hersenen zich verrassend snel aanpassen aan het systeem," zegt auteur Peter Janssen, professor neurofysiologie aan KU Leuven. "Dat maakt de technologie veel realistischer voor toepassingen in het dagelijkse leven van patiënten."
Volgens de onderzoekers vormt ook de realistische 3D-omgeving een belangrijke stap vooruit. Toekomstige toepassingen, zoals het aansturen van een rolstoel, zullen immers moeten functioneren in complexe en dynamische omgevingen, zoals woningen of openbare ruimtes.
De resultaten tonen aan dat hersensignalen niet alleen eenvoudige handelingen, maar ook complexe navigatie kunnen aansturen. Dat brengt praktische toepassingen in het dagelijks leven van patiënten een stuk dichterbij.
Het KU Leuven-onderzoeksteam wil binnen twee jaar de eerste klinische testen bij mensen opstarten. "Er zijn concrete contacten met buitenlandse collega's om die proeven op te starten, bijvoorbeeld voor ALS-patiënten of mensen met de ziekte van Parkinson", aldus Janssen. "Het gebruik van BCI's buiten het onderzoekslabo komt almaar dichterbij, wat een belangrijk en hoopgevend vooruitzicht is voor patiënten met een neurologische aandoening."
