De toekomst van de neurowetenschap: worden de hersenen als wapen gebruikt?

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Ondanks het feit dat de eerste vertegenwoordigers van de soort Homo Sapiens ongeveer 300.000 - 200.000 jaar geleden op aarde verschenen, zijn we erin geslaagd een technologisch geavanceerde beschaving op te bouwen. Tegenwoordig lanceren we raketten en robotvoertuigen de ruimte in die het oppervlak van de werelden die het dichtst bij ons zijn omploegen. Maar al deze prestaties werden mogelijk dankzij één orgaan dat voor onze ogen verborgen was: het menselijk brein.

Het is geen geheim dat zelfs neurowetenschappers, zoals professor Robert Sapolsky hierover schrijft in zijn boek Who Are We? Genen, ons lichaam, de samenleving begrijpen niet helemaal hoe de hersenen werken. Maar er werd enig succes geboekt - herinner je je de laatste presentatie van neuralink Elon Musk? Een apparaat dat rechtstreeks in de hersenen van het varken is ingebouwd, werkt geweldig.

Bovendien zijn er de afgelopen jaren hersenimplantaten ontstaan die hersengolven letterlijk in tekst vertalen. Maar als we in staat zijn om zulke geavanceerde technologie uit te vinden, is er dan een kans dat iemand het zal gebruiken als een mindcontrol-tool of zelfs als een wapen?

Wat is BrainLink?

Hoe denk je dat het eruit zou kunnen zien als een verbinding van het ene brein naar het andere, een verbinding via een ingebouwd hersenimplantaat? Neurowetenschapper Miguel Nicolelis beantwoordde deze vraag in zijn studie die eerder dit jaar in het tijdschrift Duke University Medical Center werd gepubliceerd.

Tijdens het onderzoek plaatsten wetenschappers in het laboratorium twee resusapen in verschillende kamers, waar de dieren naar een computerscherm keken, waar een afbeelding was van een virtuele hand in een tweedimensionale ruimte. De taak van de apen was om hun hand vanuit het midden van het scherm naar het doelwit te leiden, en toen ze dit met succes deden, beloonden de onderzoekers ze met slokjes sap. Tegelijkertijd waren de apen niet uitgerust met joysticks of andere apparaten die hun hand konden besturen.

In deze studie is er echter één interessant detail - vóór het experiment plaatsten wetenschappers implantaten in de hersenen van de apen - in die delen van hun hersenen die beweging beïnvloeden. Dankzij dit konden de elektroden neurale activiteit vastleggen en verzenden via een bekabelde verbinding met computers. Maar nog interessanter was het vermogen van dieren om gezamenlijk een digitaal ledemaat te besturen.

Dus in één experiment kon de ene aap alleen horizontale acties besturen, terwijl de andere alleen verticale bewegingen bestuurde. Toch leerden de proefpersonen gaandeweg met behulp van associaties dat een bepaalde manier van denken leidt tot beweging van het ledemaat. Nadat ze dit patroon van oorzakelijk verband hadden gerealiseerd, bleven ze zich in essentie gedragen en samen denken, zodat de hand naar het doel zou bewegen en hen sap zou brengen.

De hoofdauteur van het onderzoek, Miguel Nicolelis, noemt deze geweldige samenwerking 'brainet' of 'hersennetwerk'. Uiteindelijk hoopt de neurowetenschapper dat de samenwerking van het ene brein met het andere kan worden gebruikt om de revalidatie van mensen met neurologische schade te versnellen - meer precies, dat de hersenen van een gezond persoon kunnen interageren met de hersenen van een patiënt met een beroerte, wat dan de verlamde sneller leren spreken of bewegen.

Dit werk is opnieuw een succes in een lange reeks recente ontwikkelingen in de neurotechnologie: interfaces toegepast op neuronen, algoritmen die worden gebruikt om deze neuronen te decoderen of te stimuleren, en hersenkaarten die een duidelijker beeld geven van de complexe circuits die cognitie, emotie en actie regelen.

Stelt u zich eens voor hoe nuttig dergelijke ontwikkelingen kunnen zijn: het zal mogelijk zijn om geavanceerdere prothesen voor ledematen te maken die sensaties kunnen overbrengen op degenen die ze dragen; het zal mogelijk zijn om sommige ziekten, zoals de ziekte van Parkinson, beter te begrijpen en zelfs depressie en vele andere mentale stoornissen te behandelen.

mogelijke toekomst

Stel je computersystemen voor die aan hersenweefsel zijn bevestigd en waarmee een verlamde patiënt de kracht van het denken kan gebruiken om robotmachines te besturen. Mee eens, ze kunnen ook worden gebruikt om bionische soldaten en bemande vliegtuigen te besturen. En apparaten die de hersenen van patiënten ondersteunen, zoals die met de ziekte van Alzheimer, kunnen worden gebruikt om nieuwe herinneringen bij te brengen of bestaande te wissen - zowel bij bondgenoten als vijanden.

Een artikel in het tijdschrift Foreign Policy citeert bio-ethist Jonathan Moreno, een professor aan de Universiteit van Pennsylvania, over het idee van Nicholasis:

Stel je voor dat we intellectuele kennis kunnen nemen van bijvoorbeeld Henry Kissinger, die alles weet over de geschiedenis van diplomatie en politiek, en dan alle kennis kunnen krijgen van iemand die militaire strategie heeft gestudeerd, van een ingenieur van het Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) en enz. Dit alles is te combineren. Een dergelijk hersennetwerk zal het mogelijk maken om belangrijke militaire beslissingen te nemen op basis van praktische alwetendheid, en dit zal ernstige politieke en maatschappelijke gevolgen hebben.

Tegenwoordig blijven dergelijke ideeën echter op het gebied van science fiction, hoewel het mogelijk is dat hun uiterlijk een kwestie van tijd is. Tenminste sommige experts denken van wel. Feit is dat neurotechnologieën zich snel ontwikkelen, wat betekent dat doorbraakmogelijkheden uiteindelijk onvermijdelijk zullen leiden tot hun industriële implementatie.

Zo investeert de Advanced Research Administration, die belangrijk onderzoeks- en ontwikkelingswerk verricht voor het Ministerie van Defensie, veel geld in hersentechnologie.

De vraag is niet of niet-statelijke agenten in staat zullen zijn om bepaalde neurobiologische methoden en technologieën te gebruiken; de vraag is wanneer ze dat zullen doen en welke methoden en technologieën ze zullen gebruiken.

James Giord is neuro-ethiekspecialist aan het Georgetown University Medical Center.

Mensen zijn al lang gefascineerd en geschokt door de gedachte aan mind control. Het is waarschijnlijk te vroeg om het ergste te vrezen - bijvoorbeeld dat de staat in staat zal zijn het menselijk brein binnen te dringen met behulp van hackermethoden. Neurotechnologieën voor tweeërlei gebruik hebben echter een groot potentieel en hun tijd is niet ver weg. Sommige ethici zijn bezorgd dat bij gebrek aan wettelijke mechanismen om dergelijke technologieën te reguleren, laboratoriumonderzoek zonder veel obstakels in de echte wereld zal kunnen doordringen.

Geest veld

De zoektocht naar een beter begrip van de hersenen, misschien wel het minst begrepen menselijke orgaan, heeft de afgelopen 10 jaar geleid tot een golf van innovatie in neurotechnologie. Dus in 2005 kondigde een groep wetenschappers aan dat ze menselijke gedachten konden lezen met behulp van functionele magnetische resonantiebeeldvorming, die de bloedstroom meet die wordt veroorzaakt door de activiteit van de hersenen.

Tijdens het experiment lag de proefpersoon bewegingsloos in een groeiscanner en keek naar een klein scherm waarop eenvoudige visuele opwindingssignalen werden geprojecteerd - een willekeurige reeks lijnen in verschillende richtingen, deels verticaal, deels horizontaal en deels diagonaal. De richting van elke lijn produceerde enigszins verschillende uitbarstingen van hersenfunctie. Door simpelweg naar deze activiteit te kijken, konden wetenschappers bepalen naar welke lijn het onderwerp keek.

Het duurde slechts zes jaar om deze technologie voor het ontcijferen van de hersenen aanzienlijk te ontwikkelen - met de hulp van Silicon Valley. De University of California in Berkeley voerde een reeks experimenten uit. In een onderzoek uit 2011 werden deelnemers bijvoorbeeld gevraagd om filmvoorbeelden te bekijken op een functionele magnetische resonantie-imager, en wetenschappers gebruikten hersenresponsgegevens om decoderingsalgoritmen voor elk onderwerp te creëren.

Vervolgens registreerden ze de activiteit van zenuwcellen terwijl de deelnemers verschillende scènes uit nieuwe films bekeken, zoals een passage waarin Steve Martin door de kamer loopt. Op basis van de algoritmen van elk onderwerp slaagden de onderzoekers er later in om deze scène opnieuw te creëren, met uitsluitend gegevens van hersenactiviteit.

Deze bovennatuurlijke resultaten zijn visueel niet erg realistisch; ze zijn als de schepping van de impressionisten: de vage Steve Martin zweeft tegen een surrealistische, steeds veranderende achtergrond.

Op basis van de bevindingen zei Thomas Naselaris, een neurowetenschapper aan de Universiteit van South Carolina: "Het vermogen om dingen te doen zoals gedachten lezen zal vroeg of laat naar boven komen. Dit wordt mogelijk tijdens ons leven."

Dit werk wordt versneld door snel voortschrijdende hersen-machine-interfacetechnologie - neurale implantaten en computers die hersenactiviteit lezen en vertalen in echte actie, of vice versa. Ze stimuleren neuronen om optredens of fysieke bewegingen te creëren.

Na slechts acht jaar is de interface tussen brein en machine veel geavanceerder en verfijnder geworden, zoals blijkt uit de 2014 FIFA World Cup in Brazilië. Juliano Pinto, 29, die volledig verlamd was in zijn onderlichaam, droeg een door de hersenen bestuurd robot exoskelet ontwikkeld aan de Duke University om de bal te raken tijdens de openingsceremonie in São Paulo.

De helm op Pinto's hoofd ontving signalen van zijn hersenen, wat aangeeft dat de man van plan was de bal te raken. Een computer die op Pinto's rug was bevestigd, ontving deze signalen en lanceerde een robotpak om het commando van de hersenen uit te voeren. Mee eens, tot op zekere hoogte is de toekomst er al.