Directe Breininterface om Next-Gen Protheses aan te drijven

Onderzoekers van Northwestern University hebben een directe breininterface-apparaat ontwikkeld en succesvol getest dat de potentie heeft om markten op hun kop te zetten. Het nieuwe controlemechanisme is ongeveer zo groot als een postzegel en kan rechtstreeks met neuronen communiceren, waarbij traditionele sensorische kanalen worden omzeild.

De ontdekking kan een weerklank hebben in verschillende sectoren, waaronder de medische, communicatie-, militaire en techindustrie. Het opent de deur voor een nieuw niveau in high-tech besturingssystemen die communicatie zo gemakkelijk kunnen maken als het hebben van een gedachte. Dit is wat u moet weten.

Evolutie van Brein-Machinecommunicatie

Mens-machinecommunicatie heeft de afgelopen eeuw een lange weg afgelegd. De vroegste apparaten vereisten dat hun bediening rechtstreeks werd ingevoerd via codering door mensen met toetsenborden. Tegenwoordig maakt geavanceerde technologie zoals Large Language Model (LLM) AI-systemen het gemakkelijker dan ooit om met machines te communiceren. Er is echter één gebied van machine-mensinteractie gebleven dat net buiten het bereik van het publiek bleef – gedachtenbesturing.

Brein-machine-interfaces (BMI’s) worden al lang gezien als de heilige graal voor communicatie met apparaten. In tegenstelling tot andere besturingsmethoden slaan BMI’s de neurologische paden over die verantwoordelijk zijn voor sensorische invoergegevens (ogen, oren, aanraking). Deze systemen gaan rechtstreeks naar de bron om gegevens op te halen of te verzenden.

Van Alfagolven tot Implantaten

De geschiedenis van deze technologie gaat terug tot 1924, toen Hans Berger voor het eerst neurologische signalen registreerde in de vorm van alfagolven. Tientallen jaren later, met steun van DARPA, bedacht Jacques Vidal de term “Brain Computer Interface”. Tegen 2004 bestuurden menselijke patiënten zoals Mathew Nagle apparaten met behulp van bedrade implantaten zoals BrainGate.

Eerdere ontwerpen kampten echter met aanzienlijke beperkingen. Ze waren vaak groot, vereisten kabels die door de schedel liepen naar externe stroombronnen en misten langetermijnstabiliteit. Dit beperkte hun gebruik tot laboratoriumomgevingen en verhinderde wijdverbreide adoptie.

De Doorbraak van Northwestern

Wetenschappers van Northwestern University hebben mogelijk verschillende van deze problemen opgelost. Volgens de wetenschappelijke studie Patterned wireless transcranial optogenetics generates artificial perception¹ gepubliceerd in Nature Neuroscience, heeft de groep met succes een minimaal invasieve micro-breininterface-machine ontworpen en getest.

Deze geminiaturiseerde transcraniële optogenetische neurale stimulator gebruikt gepatroonde pulsen van rood licht om informatie rechtstreeks af te geven aan lichtgevoelige neuronen in de cortex. Door grote ensembles van cellen te activeren in specifieke spatiotemporele patronen, genereert het “kunstmatige percepties” die de hersenen kunnen leren interpreteren.

Hoe het “Postzegel”-Apparaat Werkt

De BMI is ontworpen om zo klein mogelijk te zijn. Het flexibele ontwerp is dunner dan een bankpas en kan zich aanpassen aan de hoofdhuid van de patiënt. Het implantaat bevindt zich direct op het oppervlak van de schedel met de lampjes naar binnen gericht. Deze positionering stelt het apparaat in staat om licht rechtstreeks door de schedel te laten schijnen om de neuronen te raken, waardoor draden die het hersenweefsel binnendringen overbodig worden.

De kern van deze technologie is een array van 64 micro-LED’s. Deze rode lampjes zijn in staat om licht met minimaal verlies door de schedel af te geven, waardoor complexe, programmeerbare patronen ontstaan. In tegenstelling tot eerdere ontwerpen met één LED, kan dit raster van 64 lampjes brede netwerken van neuronen stimuleren, waardoor natuurlijke sensorische verwerking wordt nagebootst.

Draadloos en Minimaal Invasief

Een van de grootste voordelen van het systeem is de draadloze mogelijkheden. Door het apparaat op afstand te besturen, elimineerde de groep omslachtige besturingsdraden en stroomkabels. Dit verbetert niet alleen de levenskwaliteit van de patiënt, maar vermindert ook het risico op infectie en maakt realtime software-updates mogelijk.

Resultaten: Het Creëren van “Kunstmatige Perceptie”

De ingenieurs valideerden hun theorie met genetisch gemodificeerde laboratoriummuizen met lichtgevoelige gebieden in hun cortex. De resultaten waren verbluffend.

De implantaten leverden met succes vooraf gedefinieerde lichtpatronen af aan exacte neuronen. Indrukwekkend genoeg waren de muizen in staat om deze kunstmatige signalen te “decoderen”. Zelfs wanneer ze zicht en aanraking werd ontzegd, konden de muizen een testgebied navigeren om voedsel te vinden, uitsluitend gebaseerd op de lichtsignalen die in hun hersenen werden gestraald. Ze interpreteerden de lichtpatronen als betekenisvolle aanwijzingen, wat bewijst dat de hersenen zich kunnen aanpassen aan en deze nieuwe vorm van directe communicatie kunnen begrijpen.

Real-World Toepassingen & Tijdlijn

Swipe om te scrollen →

Medisch en Sensorisch Herstel

Er is een enorm scala aan medische toepassingen voor deze technologie. Het zou kunnen worden gebruikt om next-generation protheses te creëren die de drager in staat stellen het apparaat te voelen en te besturen vanuit hun gedachten. Het zou ook kunnen helpen bij mensen die blind of doof zijn door kunstmatige stimuli rechtstreeks aan de delen van de hersenen te leveren die deze zintuigen verwerken.

Een Opmerking over Menselijke Toepassing: Hoewel het apparaat zelf niet-invasief is (het zit buiten de schedel), is de biologische component afhankelijk van optogenetica. Dit betekent dat patiënten eerst gentherapie zouden moeten ondergaan om hun neuronen gevoelig voor licht te maken. Hoewel dit momenteel gebruikelijk is in diermodellen, is deze genetische modificatie een aanzienlijke regelgevende en veiligheidsdrempel voor menselijke adoptie, wat de tijdlijn van 10+ jaar verklaart.

Militair en Defensie

Het leger heeft lang gezocht naar manieren om gevechtscapaciteiten te verbeteren. Dit project zou soldaten kunnen helpen in realtime te communiceren en gegevens over het slagveld te delen zonder te spreken, of hardware te besturen met verbeterde reactietijden.

Marktfocus: Investeren in Brein-Computerinterfaces

Verschillende bedrijven hebben miljoenen uitgegeven aan onderzoek naar het maken van betrouwbare brein-computerinterfaces. Eén bedrijf dat de markt blijft domineren is ClearPoint Neuro Inc.

ClearPoint Neuro Inc. (NASDAQ: CLPT)

ClearPoint Neuro Inc. betrad de markt in 1998 met als doel medische praktijken te verbeteren met behulp van geavanceerde technologie. Opgericht door Paul A. Bottomley, levert het bedrijf navigatiesystemen voor minimaal invasieve neurowetenschappelijke procedures. Hun platforms zijn cruciaal voor de levering van de gentherapieën en elektrodeplaatsingen die next-gen BMI’s zullen vereisen.

Conclusie

Wanneer u deze volledig optische brein-machinecommunicatiesystemen onderzoekt, is het gemakkelijk om een toekomst te visualiseren waarin robots met uw gedachten worden bestuurd. Deze studie zou het begin kunnen zijn van een nieuwe generatie gedachtegestuurde apparaten die de meeste sciencefiction achterhaald doen lijken.

Wat vindt u van breingestuurde computers? Zou u er een gebruiken? Like, reageer en deel dit artikel om de toekomst van computing te bespreken.

Laatste ClearPoint Neuro Inc. (CLPT) Aandelen Nieuws en Prestaties

Referenties

^{1. Wu, M., Yang, Y., Zhang, J. et al. Patterned wireless transcranial optogenetics generates artificial perception. Nature Neuroscience (2025). https://doi.org/10.1038/s41593-025-02127-6}