De neurochirurg die zijn hersenen hackte en van zichzelf een cyborg maakte

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

De hersenoperatie begon op de middag van 21 juni 2014 en duurde elf en een half uur, zich uitstrekkend tot in de Caraïben voor zonsopgang minuten van de volgende dag. 's Middags, toen de verdoving niet meer werkte, kwam een neurochirurg de kamer binnen, zette zijn bril met een dun randje af en liet hem aan de patiënt in het verband zien. "Hoe heet het?" - hij vroeg.

Phil Kennedy keek even naar de bril. Toen ging zijn blik omhoog naar het plafond en naar de tv. "Eh … oh … ay … ayy," stotterde hij.

'Het is oké, neem je tijd,' zei chirurg Joel Cervantes, in een poging kalm te klinken. Kennedy probeerde opnieuw te antwoorden. Het leek alsof hij zijn hersenen liet werken alsof iemand met een zere keel een poging deed om te slikken.

Ondertussen spookte er een vreselijke gedachte door het hoofd van de chirurg: "Ik had dit niet moeten doen."

Toen Kennedy een paar dagen eerder naar de luchthaven van Belize vloog, was hij gezond van geest en had hij een goed geheugen. Een solide 66-jarige man die er op tv uitzag als een gezaghebbende arts. Niets in zijn toestand vereiste dat Cervantes zijn schedel moest openen. Maar Kennedy eiste een operatie aan zijn hersenen en was bereid $ 30.000 te betalen om aan zijn eis te voldoen.

Kennedy zelf was ooit een gerenommeerd neuroloog. Eind jaren 90 haalde hij zelfs de krantenkoppen van wereldpublicaties: hij slaagde erin verschillende kabelelektroden in de hersenen van een verlamde man te implanteren en hem te leren de computercursor te besturen met behulp van zijn geest. Kennedy noemde zijn patiënt 'de eerste cyborg ter wereld' en de pers begroette zijn prestatie als de eerste menselijke communicatie via het hersencomputersysteem. Sindsdien heeft Kennedy zijn leven gewijd aan de droom om meer geavanceerde cyborgs te bouwen en een methode te ontwikkelen om menselijke gedachten volledig te digitaliseren.

Toen, in de zomer van 2014, besloot Kennedy dat de enige manier om dit project vooruit te helpen, was om het te personaliseren. Voor zijn volgende doorbraak zal hij verbinding maken met een gezond menselijk brein. Zijn eigen.

En zo was het idee van Kennedy's reis naar Belize geboren. De huidige eigenaar van een sinaasappelboerderij en voormalig eigenaar van een nachtclub, Paul Poughton, had de leiding over de logistiek, terwijl Cervantes, de eerste Belizean die neurochirurg werd, een scalpel hanteerde. Poughton en Cervantes hebben Quality of Life Surgery opgericht, een kliniek voor medisch toerisme die chronische pijn en problemen met de wervelkolom behandelt, evenals buikwandcorrecties, neuschirurgie, borstverkleining bij mannen en andere medische verbeteringen.

In het begin verliep de procedure waarvoor Kennedy Cervantes had ingehuurd - het implanteren van een set glazen en gouden elektroden onder zijn hersenschors - goed zonder zelfs ernstige bloedingen. Maar het herstel van de patiënt ging gepaard met problemen. Twee dagen later zat Kennedy op het bed toen plotseling zijn kaak begon te knarsen en te trillen, en een hand begon te trillen. Poughton was bang dat Kennedy's tanden zouden breken door deze aanval.

Ook de spraakproblemen hielden aan. "Zijn zinnen klopten niet," zei Poughton, "hij verontschuldigde zich alleen - 'sorry, sorry' - omdat hij niets anders kon zeggen." Kennedy kon nog steeds geluiden en onsamenhangende woorden mompelen, maar dat leek hij verloren te hebben lijm, dat zou ze samenvoegen tot zinnen en zinnen.” Toen Kennedy een pen pakte en iets wilde schrijven, verspreidden willekeurige letters achteloos op het papier.

Aanvankelijk was Poughton gefascineerd door wat hij 'een Indiana Jones-benadering van de wetenschap' noemde, die hij in Kennedy's acties zag: naar Belize vliegen, elke denkbare eis van onderzoek overtreden, zijn eigen geest riskeren. Nu zat Kennedy echter voor hem, misschien opgesloten in zichzelf. "Ik dacht dat we iets in hem hadden beschadigd, en dat is voor het leven", zei Poughton. "Wat hebben we gedaan?"

Natuurlijk was de in Ierland geboren Amerikaanse arts zich veel meer bewust van de risico's van een operatie dan Poughton of Cervantes. Uiteindelijk vond Kennedy diezelfde glazen en gouden elektroden uit en hield toezicht op hun implantatie bij vier of vijf andere mensen. Dus de vraag was niet wat Poughton en Cervantes Kennedy aandeden, maar wat Phil Kennedy zichzelf aandeed.

Omdat er zoveel computers zijn, zijn er net zoveel mensen die een manier proberen te vinden om ze met hun geest te besturen. In 1963 meldde een wetenschapper aan de Universiteit van Oxford dat hij had ontdekt hoe hij hersengolven kon gebruiken om een eenvoudige diaprojector te besturen. Rond dezelfde tijd haalde José Delgado, een Spaanse neurowetenschapper aan de Yale University, de krantenkoppen na een massale demonstratie bij de arena in Cordoba, Spanje. Delgado vond een apparaat uit dat hij de 'stimosiver' noemde - een radiogestuurd implantaat in de hersenen dat neurale signalen opvangt en kleine elektrische impulsen naar de cortex stuurt. Toen Delgado de arena binnenkwam, begon hij de stier te irriteren met een rode lap zodat hij zou aanvallen. Toen het dier naderde, drukte de wetenschapper op twee knoppen van zijn radiozender: met de eerste knop werkte hij op de caudate nucleus van de hersenen van de stier en vertraagde deze tot een volledige stilstand; de tweede draaide hem om en liet hem naar de muur galopperen.

Delgado droomde ervan deze elektroden te gebruiken om verbinding te maken met menselijke gedachten: ze lezen, bewerken, verbeteren. “De mensheid staat aan de vooravond van een keerpunt in de evolutie. We zijn bijna in staat om onze eigen cognitieve processen te ontwikkelen', vertelde hij de New York Times in 1970, nadat hij had geprobeerd zijn elektroden te implanteren bij psychiatrische patiënten. "De enige vraag is, wat voor soort mensen willen we idealiter ontwerpen?"

Het is niet verwonderlijk dat het werk van Delgado veel mensen nerveus heeft gemaakt. En in de jaren die volgden, liep zijn programma vast, werd het geconfronteerd met controverse, ondergefinancierd en in het nauw gedreven door de complexiteit van het menselijk brein, niet zo gemakkelijk te hacken als Delgado had aangenomen.

Ondertussen gingen wetenschappers met meer bescheiden plannen, die simpelweg van plan waren hersensignalen te decoderen in plaats van de beschaving door neuronen te grijpen, door met het plaatsen van kabels in de hoofden van proefdieren. In de jaren 80 hadden neurowetenschappers ontdekt dat als je een implantaat gebruikt om signalen van een groep cellen op te nemen, bijvoorbeeld in de motorische cortex van de hersenen van een aap, en dan hun elektrische ontladingen te middelen, je kunt achterhalen waar de aap naartoe gaat beweeg zijn ledemaat - een vondst die velen hebben gezien als de eerste grote stap in de richting van de ontwikkeling van hersengestuurde prothesen voor mensen.

Maar de traditionele elektrode-implantaten die in de meeste van deze onderzoeken werden gebruikt, hadden één groot nadeel: de signalen die ze oppikten waren ronduit onstabiel. Omdat de omgeving van de hersenen als gelei is, gingen de celpulsen soms voorbij de opnamelimiet, of stierven de cellen door trauma veroorzaakt door een botsing met een scherp stuk metaal. Uiteindelijk konden de elektroden zo vast komen te zitten in het omliggende beschadigde weefsel dat hun signalen volledig werden uitgedoofd.

Phil Kennedy's doorbraak - de doorbraak die later zijn carrière in de neurowetenschappen zou bepalen en uiteindelijk zou leiden tot de operatietafel in Belize - begon met een methode om dit fundamentele bio-engineeringprobleem op te lossen. Zijn idee: een elektrode in de hersenen steken, zodat de elektrode er stevig in vastgehaakt zit. Om dit te doen, plaatste hij de uiteinden van een met Teflon gecoate gouddraad in een lege glazen kegel. In dezelfde kleine ruimte bracht hij een ander noodzakelijk onderdeel in - een dunne laag heupzenuwweefsel. Dit deeltje biomateriaal zal dienen om het omringende zenuwweefsel te bestuiven en de microscopisch kleine armen van lokale cellen aan te trekken zodat ze de kegel omhullen. In plaats van naakte draad in de bast te begraven, smeekte Kennedy de zenuwcellen om het implantaat te wikkelen en het op zijn plaats te verankeren als een rooster gewikkeld in klimop (hij gebruikte een chemische cocktail om neuronale groei te stimuleren in plaats van heupzenuwweefsel bij het werken met mensen).

Het ontwerp van de glazen kegel biedt een ongelooflijk voordeel. Hiermee kunnen onderzoekers deze sensoren lange tijd in het hoofd van de patiënt laten zitten. In plaats van flarden van hersenactiviteit vast te leggen in eenmalige sessies in het laboratorium, kunnen ze afstemmen op levenslange elektrische tjilpende soundtracks van de hersenen.

Kennedy noemde zijn uitvinding de 'neurotrofe elektrode'. Kort nadat hij het had uitgevonden, verliet hij zijn universitaire functie bij Georgia Tech en richtte hij het biotechbedrijf Neural Signals op. In 1996 kreeg Neural Signals, na enkele jaren van testen op dieren, goedkeuring van de Food and Drug Administration (FDA) om Kennedy-kegelelektroden bij mensen te implanteren als een mogelijke uitweg voor patiënten die niet meer kunnen bewegen of spreken. En in 1998 pakten Kennedy en zijn medische collega Roy Bakay, een neurochirurg aan de Emory University, een patiënt aan die hen in wetenschappelijke sterren zou veranderen.

De 52-jarige bouwvakker en veteraan Johnny Ray uit de Vietnamoorlog kreeg een ischemische beroerte. Vanwege de verwondingen die hij opliep, bleef hij verbonden met een kunstmatige ademhalingsapparatuur, bedlegerig en verlamd over zijn hele lichaam, alleen in staat om de spieren van zijn gezicht en schouder te trillen. Hij kon eenvoudige vragen beantwoorden door twee keer te knipperen in plaats van ja en één keer in plaats van nee.

Omdat de hersenen van meneer Ray niet in staat waren signalen naar de spieren te sturen, probeerde Kennedy zijn hoofd met elektroden te verbinden zodat hij kon communiceren. Kennedy en Beckay plaatsten elektroden in Ray's primaire motorische cortex, een stukje weefsel dat verantwoordelijk is voor basale vrijwillige bewegingen (ze vonden de perfecte plek om verbinding te maken door Ray eerst in een MRI-machine te plaatsen en hem te vragen zich voor te stellen zijn arm te bewegen en vervolgens implantaat op de plaats die het helderst was op de MRI-scans). Toen de kegels eenmaal op hun plaats zaten, bevestigde Kennedy ze aan een radiozender die op de top van Ray's schedel was geïmplanteerd, net onder zijn hoofdhuid.

Kennedy werkte drie keer per week met Ray en probeerde de golven te ontcijferen die uit de motorische cortex van zijn hersenen kwamen, zodat hij ze in beweging kon omzetten. Na verloop van tijd leerde Rei de signalen van zijn implantaat te moduleren door alleen te denken. Toen Kennedy het op een computer aansloot, kon hij deze modulaties gebruiken om de cursor op het scherm te besturen (al was het maar langs een lijn van links naar rechts). Toen trok hij met zijn schouder om met de muis te klikken. Met deze opstelling kon Rei letters van het schermtoetsenbord selecteren en woorden heel langzaam spellen.

"Dit is de nieuwste technologie, vergelijkbaar met Star Wars," vertelde Buckeye zijn collega-neurochirurgen in oktober 1998. Een paar weken later presenteerde Kennedy de resultaten op de jaarlijkse conferentie van Society for Neuroscience. Het was genoeg om een ongelooflijk verhaal te maken Johnny Ray - ooit verlamd maar nu typend met de kracht van zijn geest - haalde kranten over de hele wereld. In december werden Buckeye en Kennedy uitgenodigd voor de Good Morning America Show. In januari 1999 verscheen het nieuws over hun experiment in The Washington Post…. Het artikel begon: "Als arts en uitvinder Philip R. Kennedy een verlamd persoon voorbereidt om met de kracht van denken op een computer te werken, begint het er al snel op te lijken dat er iets van historische betekenis aan de hand is in deze afdeling, en dat Kennedy misschien de nieuwe Alexander Bell."

Na zijn succes met Johnny Ray leek het alsof Kennedy op het punt stond een grote ontdekking te doen. Maar toen hij en Buckeye implantaten plaatsten in de hersenen van nog twee verlamde patiënten in 1999 en 2002, brachten hun gevallen het project niet verder. (De incisie van één patiënt kon niet worden gesloten en het implantaat moest worden verwijderd; en de ziekte van een andere patiënt vorderde zo snel dat Kennedy's aantekeningen nutteloos waren.) Rey zelf stierf in de herfst van 2002 aan een hersenaneurysma.

Ondertussen hebben andere laboratoria vooruitgang geboekt met hersengestuurde prothesen, maar ze gebruikten andere apparatuur - meestal kleine platen, ongeveer 2 mm2, met tientallen blootliggende draden verbonden met de hersenen. In een formaatoorlog om kleine neurale implantaten leken Kennedy's taps toelopende glaselektroden steeds meer op Betamax (hier is het bandcoderings- en opnameformaat dat is vervangen door VHS - red.): het was een levensvatbare, veelbelovende technologie die gewoon geen wortel schoot.

Het was niet alleen de hardware die Kennedy onderscheidde van andere wetenschappers die aan hersen-computerinterfaces werkten. De meeste van zijn collega's concentreerden zich op één type hersengestuurde prothese, gefinancierd door het Pentagon met de hulp van DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency): het implantaat hielp een patiënt (of een gewonde oorlogsveteraan) om prothetische lichaamsdelen te gebruiken. In 2003 had een laboratorium van de Arizona State University een set implantaten in de hersenen van een aap geplaatst, waardoor het dier een schijfje sinaasappel naar zijn mond kon brengen met behulp van een hersengestuurde robotarm. Enkele jaren later rapporteerden onderzoekers van Brown University dat twee verlamde patiënten leerden hoe ze implantaten moesten gebruiken om robotarmen met zo'n precisie te besturen dat een van hen koffie uit een fles kon nippen.

Maar robotarmen interesseerden Kennedy minder dan de menselijke stem. Ray's mentale cursor liet zien dat verlamde patiënten hun gedachten konden delen via de computer, zelfs als die gedachten er als teer uitsijpelden in drie letters per minuut. Wat als Kennedy een brein-computerinterface zou kunnen ontwerpen waaruit gegenereerde spraak net zo soepel zou verlopen als een gezond persoon?

In veel opzichten daagde Kennedy een grotere test uit. Menselijke spraak is veel complexer dan welke beweging dan ook van welk lichaamsdeel dan ook. Wat ons een gewone handeling lijkt - het formuleren van woorden - vereist de gecoördineerde samentrekking en ontspanning van meer dan honderd verschillende spieren: van het middenrif tot de tong en de lippen. Om zo'n werkende spraakprothese te ontwerpen zoals Kennedy voor ogen had, moest de wetenschapper een manier bedenken om alle complexe combinaties van spraakgeluiden af te lezen uit de signalen die door een groep elektroden worden uitgezonden.

Dus in 2004 probeerde Kennedy iets nieuws door zijn implantaten te plaatsen in de hersenen van de laatste verlamde patiënt, een jonge man genaamd Eric Ramsey, die een auto-ongeluk kreeg en een hersenstam beroerte kreeg, die Johnny Ray ook had. Deze keer plaatsten Kennedy en Buckeye geen taps toelopende elektroden in het deel van de motorische cortex dat verantwoordelijk is voor de armen en handen. Ze duwden hun draden dieper in het hersenweefsel, dat de zijkanten van de hersenen als een verband bedekt. Diep in dit gebied bevinden zich neuronen die signalen naar de spieren van de lippen, kaak, tong en strottenhoofd sturen. Hier plaatste Ramsey het implantaat, 6 mm diep.

Met behulp van dit apparaat leerde Kennedy Ramsey eenvoudige klinkers uit te spreken met behulp van een synthetisch apparaat. Maar Kennedy kon niet weten wat Ramsey werkelijk voelde of wat er precies in zijn hoofd omging. Ramsey kon ja-nee-vragen beantwoorden door zijn ogen omhoog of omlaag te bewegen, maar deze methode mislukte al snel omdat Ramsey oogproblemen had. Kennedy had ook niet de gelegenheid om zijn processen met spraak te valideren. Hij vroeg Ramsey zich de woorden voor te stellen terwijl hij de signalen opnam die uit zijn hersenen kwamen, maar Kennedy kon natuurlijk niet weten of Ramsey de woorden werkelijk in stilte 'uitsprak'.

Ramsey's gezondheid ging achteruit, net als de elektronica voor het implantaat in zijn hoofd. In de loop van de tijd leed ook Kennedy's onderzoeksprogramma: zijn beurzen werden niet verlengd; hij werd gedwongen zijn ingenieurs en laboranten te ontslaan; zijn partner, Bakai, is dood. Kennedy werkte nu alleen of met tijdelijke assistenten die hij had ingehuurd. (Hij bracht nog steeds werkuren door met het behandelen van patiënten in zijn neurologiekliniek.) Hij was ervan overtuigd dat hij nog een ontdekking zou doen als hij een andere patiënt zou vinden - idealiter iemand die hardop kon spreken, althans in het begin. Bij het testen van zijn implantaat, bijvoorbeeld bij een patiënt met een neurodegeneratieve ziekte zoals amyotrofische laterale sclerose, zou Kennedy in de vroege stadia de kans krijgen om signalen van neuronen op te nemen tijdens de spraak van een persoon. Zo kon hij de overeenkomst zien tussen elk afzonderlijk geluid en het neurale signaal. Hij zou tijd hebben gehad om zijn spraakprothese te verbeteren - om zijn algoritme voor het decoderen van hersenactiviteit te verbeteren.

Maar voordat Kennedy zo'n patiënt kon vinden, trok de Food and Drug Administration zijn goedkeuring voor zijn implantaten in. Volgens de nieuwe regels mag hij zijn elektroden niet in het openbaar gebruiken als hij niet kan aantonen dat ze veilig en steriel zijn - een vereiste op zich waarvoor financiering nodig is die hij niet had.

Maar Kennedy's ambities zijn niet verdwenen, integendeel, er zijn er meer geweest. In het najaar van 2012 publiceerde hij de sciencefictionroman 2051, die het verhaal vertelt van Alpha, een pionier in neurale elektroden, zoals Kennedy, die Ierse roots had en die 107 jaar leefde als een kampioen en model van zijn eigen technologie: een brein geïmplanteerd in 60 - een centimeter robot met alle vitale functies. Deze roman vertegenwoordigde een soort mock-up van Kennedy's droom: zijn elektroden zullen niet alleen een communicatiemiddel zijn voor verlamde patiënten, maar zullen een belangrijk onderdeel worden van een ontwikkelde cybernetische toekomst waarin een persoon zal leven als een bewustzijn in een metalen omhulsel.

Tegen de tijd dat de roman werd gepubliceerd, wist Kennedy wat zijn volgende stap zou moeten zijn. De man die beroemd is geworden door het implanteren van de eerste brein-computerinterface in het menselijk brein, zal opnieuw doen wat niemand anders eerder heeft gedaan. Hij had geen andere keuze. Verdomme, ik doe het zelf wel, dacht hij.

Een paar dagen na de operatie in Belize bracht Poughton Kennedy een van zijn dagelijkse bezoeken aan de herberg, waar hij tot bezinning kwam - in een oogverblindende witte villa op een steenworp afstand van het Caribisch gebied. Kennedy's herstel verliep traag: hoe harder hij probeerde te praten, hoe slechter hij slaagde. En het bleek dat niemand uit het hele land hem zou bevrijden uit de handen van Poughton en Cervantes. Toen Poughton Kennedy's verloofde belde en haar informeerde over de complicaties, toonde ze niet veel sympathie: "Ik probeerde hem tegen te houden, maar hij luisterde niet naar mij."

Het was echter tijdens deze ontmoeting dat Kennedy's toestand verbeterde. Het was een warme dag en Poughton bracht hem limoensap. Toen ze beiden de tuin in liepen, gooide Kennedy zijn hoofd achterover en zuchtte tevreden. 'Oké,' zei hij en nam een slok.

Onderzoeker als proefkonijn

In 2014 betaalde Phil Kennedy een neurochirurg in Belize voor een operatie om meerdere elektroden in zijn hersenen te steken en een set elektronische componenten onder zijn hoofdhuid te plaatsen. Thuis gebruikte Kennedy dit systeem om signalen van zijn eigen hersenen op te nemen in een reeks experimenten die enkele maanden duurde. Het doel: de neurocode van menselijke spraak ontcijferen.

Daarna had Kennedy nog steeds moeite met het kiezen van namen voor objecten - hij kon naar een potlood kijken en het een pen noemen - maar zijn spraak werd vloeiender. Zodra Cervantes zich realiseerde dat zijn cliënt al halverwege was, stond hij hem toe naar huis terug te keren. Zijn aanvankelijke angst voor onherstelbare schade aan Kennedy kwam niet uit. Het verlies van spraak dat zijn patiënt gedurende een korte periode ervoer, was slechts een symptoom van postoperatief hersenoedeem. Nu alles onder controle was, kon hem niets meer gebeuren.

Een paar dagen later, toen Kennedy weer aan het werk ging en weer patiënten zag, werden zijn avonturen in Midden-Amerika alleen bewezen door een paar uitspraakproblemen en een geschoren, verbonden hoofd, dat hij soms bedekte met een veelkleurige Belizaanse hoed. De volgende maanden nam hij medicatie tegen aanvallen en wachtte tot er nieuwe neuronen groeiden in de elektroden met drie kegels in zijn schedel.

Later in oktober vloog Kennedy terug naar Belize voor een tweede operatie, dit keer om een elektrische spoel en radiozender te bevestigen aan draden die uit zijn hersenen staken. De operatie was succesvol, hoewel zowel Poughton als Cervantes werden getroffen door de componenten die Kennedy onder zijn huid wilde stoppen. "Ik was een beetje verrast door hun enorme omvang", zei Poughton. De elektronica zag er log en ouderwets uit. Poughton, die in zijn vrije tijd drones maakt, was verbaasd dat iemand zulke mechanismen in hun hoofd naaide: "En ik dacht: "Man, heb je gehoord van micro-elektronica?"

Kennedy ging de fase van het verzamelen van gegevens voor zijn grote experiment in zodra hij voor de tweede keer uit Belize terugkeerde. De week voor Thanksgiving ging hij naar zijn lab en sloot een magnetische spoel en ontvanger aan op de polygraaf. Toen begon hij zijn hersenactiviteit op te nemen, waarbij hij hardop en tegen zichzelf verschillende zinnen zei, zoals "Ik denk dat ze plezier heeft in de dierentuin" en "genieten van het werk, de jongen zegt wauw", terwijl hij tegelijkertijd op een knop drukte om de woorden te synchroniseren met de opnames van de neurale activiteit van het apparaat, zoals hoe het filmklapper van de regisseur helpt bij het synchroniseren van beeld en geluid.

Gedurende de volgende zeven weken zag Kennedy patiënten meestal tussen 8:00 en 15:30 uur en nam hij 's avonds na het werk zijn eigen testvragenlijsten door. Hij wordt vermeld als een "PK-bijdrager" in laboratoriumgegevens, naar verluidt voor anonimiteitsdoeleinden. Uit deze gegevens ging hij zelfs op Thanksgiving en kerstavond naar het lab.

Het experiment duurde niet zo lang als hij zou willen. De incisie in de huid van de schedel werd niet helemaal strak door de uitstekende elektronica. Kennedy hield het implantaat slechts 88 dagen in zijn hoofd en ging opnieuw onder het mes. Maar deze keer vloog hij niet naar Belize: de operatie om zijn gezondheid te beschermen had geen FDA-goedkeuring nodig en werd gedekt door een standaardverzekering.

Op 13 januari 2015 sneed een plaatselijke chirurg de huid van Kennedy's schedel open, sneed de draden door die uit zijn hersenen staken en verwijderde de spoel en zender. Hij probeerde niet de uiteinden van drie taps toelopende elektroden in de cortex te vinden. Het was veiliger voor Kennedy om ze de rest van zijn leven op hun plaats te laten, in zijn hersenweefsel.

Geen woorden! Ja, directe communicatie via hersengolven is mogelijk. Maar het is ongelooflijk traag. Andere spraakalternatieven zijn sneller.

Kennedy's laboratorium bevindt zich op een groen bedrijventerrein in de buitenwijken van Atlanta, aan een gele promenade. Een prominente plaquette geeft aan dat gebouw B de locatie is van het Neural Signals Laboratory. Op een middag in mei 2015 ontmoette ik daar Kennedy. Hij was gekleed in een tweed jasje en een blauw gespikkelde stropdas, en zijn haar was netjes gestyled en naar achteren gekamd, zodat er een kleine inkeping in zijn linkerslaap zat. 'Het was toen hij de elektronica erin stopte,' legde Kennedy uit met een nauwelijks waarneembaar Iers accent.'De ontvoerder schampte een zenuw die naar mijn temporalis-spier ging. Ik kan die wenkbrauw niet optrekken. Ik merkte inderdaad dat zijn knappe gezicht na de operatie asymmetrisch werd.

Kennedy stemt ermee in mij de beelden van zijn eerste operatie in Belize op een ouderwetse cd te laten zien. Terwijl ik me mentaal voorbereid op het zien van het naakte brein van de persoon die naast me staat, steekt Kennedy de schijf in een computer met Windows 95. Hij reageert met een verschrikkelijk knarsend geluid, alsof iemand langzaam een mes aan het slijpen is.

Het duurt erg lang voordat de schijf is geladen - zo lang dat we tijd hebben om te praten over een zeer ongebruikelijk plan voor Kennedy's onderzoek. Hij zegt:

Als hij verder zegt dat de Verenigde Staten ook door individuen zijn gemaakt en niet door commissies, begint de rit geluid te maken als een kar die van een rotsachtige heuvel rolt: takh-tarah, takh-tarah. 'Kom op, auto! Kennedy onderbreekt zijn gedachte en klikt gretig op de iconen op het scherm. - Here God, ik heb net de schijf erin gestopt!"

"Ik denk dat de zogenaamd grote gevaren van hersenchirurgie schromelijk overdreven zijn", vervolgt Kennedy. "Neurochirurgie is niet zo moeilijk." Takh-tara, takh-tara, takh-tara. "Als je iets voor de wetenschap moet doen, doe het dan gewoon en luister niet naar sceptici." Ten slotte gaat de videospeler open en onthult Kennedy's schedel met de huid opzij geduwd door de klemmen. Het geratel van de aandrijving wordt vervangen door het vreemde, krijsende geluid van metaal dat in bot graaft. "Oh, dus ze boren nog steeds mijn hoofd", zegt hij terwijl zijn trepanatie zich op het scherm begint te ontvouwen.

"Gewoon levensondersteunende patiënten en verlamde mensen helpen is één ding, maar daar houden we niet op", zegt Kennedy, terwijl hij doorgaat naar het grotere geheel. - Allereerst moeten we de spraak herstellen. Het volgende doel is om de beweging te herstellen, en veel mensen werken eraan - alles komt uiteindelijk goed, ze hebben alleen betere elektroden nodig. En het derde doel is om normale mensen te gaan verbeteren."

Hij spoelt de video terug naar het volgende segment, waar we zijn naakte hersenen zien - een glanzend stukje weefsel met bloedvaten die de bovenkant bedekken. Cervantes steekt een elektrode in Kennedy's zenuwgelei en begint aan de draad te trekken. Af en toe raakt een hand in een blauwe handschoen de bast aan met een spons om het druppelen van bloed te stoppen.

"Je hersenen zullen oneindig veel krachtiger worden dan onze huidige hersenen", vervolgt Kennedy terwijl zijn hersenen op het scherm pulseren. "We zullen hersenen extraheren en verbinden met kleine computers die alles voor ons zullen doen, en de hersenen zullen blijven leven."

"Ben je hier op aan het wachten?" vraag ik.

"Wauw, waarom niet", antwoordt hij. "Dit is hoe we evolueren."

Zittend in Kennedy's kantoor en kijkend naar zijn oude monitor, weet ik niet zeker of ik het met hem eens ben. Technologie lijkt altijd nieuwe en succesvollere manieren te vinden om ons teleur te stellen, en wordt zelfs elk jaar geavanceerder. Mijn smartphone kan woorden en zinnen vormen uit mijn onhandige vingerbewegingen. Maar ik vervloek hem nog steeds voor zijn fouten. (Verdomme autocorrectie!) Ik weet dat er een betere technologie aan de horizon is dan Kennedy's trillende computer, zijn omvangrijke elektronica en mijn Google Nexus 5. Maar zouden mensen haar hun hersens willen toevertrouwen?

Op het scherm steekt Cervantes een andere draad in Kennedy's hersenen. "De chirurg is eigenlijk heel goed, hands-on", zei Kennedy toen we de video voor het eerst begonnen te bekijken. Maar nu is hij afgeleid van ons gesprek over evolutie en geeft hij bevelen aan het scherm als een sportfan voor de tv.'Hij hoort niet zo binnen te komen', legt hij me uit en draait zich weer om naar zijn computer. - Druk harder! Oké, dat is genoeg, dat is genoeg. Niet meer duwen!”

Invasieve hersenimplantaten raken tegenwoordig achterhaald. Grote sponsors van onderzoek naar neuroprothesen geven de voorkeur aan dikke lagen van 8x8 of 16x16 elektroden die op blootliggend hersenweefsel worden aangebracht. Deze techniek, elektrocorticografie of ECoG genaamd, geeft een vager en impressionistischer beeld van activiteit dan de Kennedy-methode: in plaats van individuele neuronen te onderzoeken, onderzoekt het het algemene beeld - of, als je wilt, de algemene mening - honderdduizenden neuronen op een tijd.

ECoG-voorstanders beweren dat de sporen van deze afbeelding de computer voldoende gegevens kunnen geven om de bedoelingen van de hersenen te ontcijferen - zelfs de woorden en lettergrepen die een persoon wil uitspreken. Het vervagen van deze gegevens kan zelfs nuttig zijn: het is niet nodig om aandacht te besteden aan één nepviolist wanneer een hele symfonie van neuronen nodig is om de stembanden, lippen en tong te bewegen. Ook kan de ECoG-laag zeer lang onder de schedel blijven zonder schade aan de drager, misschien zelfs langer dan de Kennedy-kegelelektroden. "We weten de exacte deadline niet, maar het wordt waarschijnlijk gemeten in jaren of zelfs decennia", zegt Edward Chang, een chirurg en neurofysioloog aan de Universiteit van San Francisco, die een van de toonaangevende experts in zijn vakgebied is geworden en begon te werken op zijn eigen spraakprothese.

Afgelopen zomer, terwijl Kennedy gegevens verzamelde voor een presentatie op een bijeenkomst van de Society of Neuroscience, publiceerde een ander laboratorium een nieuwe procedure voor het gebruik van computers en schedelimplantaten om menselijke spraak te ontcijferen. Het werd ontwikkeld in het Watsward Center, New York, genaamd Brain to Text, in samenwerking met wetenschappers uit Duitsland en het Albanese Medical Center, en getest op zeven epileptische patiënten met geïmplanteerde ECoG-lagen. Elke patiënt werd gevraagd om fragmenten voor te lezen uit de Gettysburg Address, het Humpty Dumpty-rijmpje, onderdeel van de inaugurele rede van John F. Kennedy, en een anonieme fanfictie in het tv-programma Charmed terwijl hun hersenactiviteit werd vastgelegd. Wetenschappers gebruikten vervolgens ECoG-sporen om neurale gegevens om te zetten in spraakgeluiden en deze over te brengen naar een voorspellend taalmodel - apparatuur die een beetje werkt als de spraakherkenningstechnologie in uw telefoons - dat woorden kon identificeren op basis van wat eerder werd gezegd.

Het meest verrassende was dat het systeem leek te werken. De computer produceerde tekstfragmenten die heel dicht bij Humpty Dumpty, de fanfictie van de Charmed Ones en andere werken leken. "We hebben contact gelegd", zegt Gerwin Schalck, een ECoG-expert en co-auteur van het onderzoek. "We hebben laten zien dat het systeem niet zomaar spraak opnieuw creëerde." Werk aan vroege spraakprothesen toonde aan dat individuele klinkers en medeklinkers in de hersenen konden worden geïdentificeerd; nu heeft de groep van Schalk bewezen dat het mogelijk is - zij het met moeite en met een grote kans op fouten - om van het lezen van hersenactiviteit over te gaan naar volledige zinnen.

Maar zelfs Schalk geeft toe dat het op zijn best een proof of concept was. Het zal lang duren, zei hij, voordat iemand zijn gedachten naar de computer begint te sturen - en nog langer voordat iemand echte voordelen ziet. Schalck adviseert om dit te vergelijken met spraakherkenningsapparatuur die al tientallen jaren in gebruik is. “In 1980 was het ongeveer 80% nauwkeurig, en 80% is een behoorlijk opmerkelijke prestatie vanuit technisch oogpunt. Maar in de echte wereld is het nutteloos. Ik gebruik Siri nog steeds niet omdat het niet goed genoeg is.”

Tegelijkertijd zijn er veel eenvoudigere en functionelere manieren om mensen met spraakproblemen te helpen. Als de patiënt een vinger kan bewegen, kunnen ze berichten terugslaan met morsecode. Als de patiënte haar ogen kan bewegen, kan ze een eyetracking-applicatie op haar smartphone gebruiken. “Deze methoden zijn verschrikkelijk goedkoop”, legt Schalk uit. "En je wilt een van deze vervangen door een hersenimplantaat van $ 10.000 met een vage kans op succes?"

Ik probeer dit idee te combineren met alle geweldige cyborg-demo's die al jaren in de media zijn - mensen die koffie drinken met mechanische armen en hersenimplantaten krijgen in Belize. De toekomst leek altijd op afstand, zoals een halve eeuw geleden toen Jose Delgado de arena betrad. Binnenkort worden we allemaal hersenen in computers, binnenkort worden onze gedachten en gevoelens geüpload naar internet en binnenkort zullen de toestanden van onze psyche algemeen zijn en worden geanalyseerd. We kunnen de contouren van deze angstaanjagende en aanlokkelijke plek al aan de horizon zien - maar hoe dichter we er bij zijn, hoe verder weg het lijkt.

Kennedy is bijvoorbeeld deze Zeno-paradox in de menselijke vooruitgang beu; hij heeft niet het geduld om de toekomst te volgen. Daarom streeft hij verwoed naar voren - om ons voor te bereiden op de wereld van "2051", die voor Delgado net om de hoek lag.

Toen Kennedy eindelijk de bevindingen van zijn zelfstudie presenteerde - eerst op het symposium van mei aan de Emory University en vervolgens op de conferentie van de Neuroscience Society in oktober - aarzelden enkele van zijn collega's om hun steun te betuigen. Door het risico te nemen, alleen en met zijn eigen geld te werken, zei Chang, was Kennedy in staat om een unieke opname van taal in zijn hersenen te maken: "Dit is een zeer waardevolle dataset, ongeacht of hij het geheim van spraakprothesen onthult. Dit is echt een geweldig evenement." Zijn andere collega's waren geïntrigeerd, zij het enigszins verbaasd: in een gebied dat voortdurend werd begrensd door ethische barrières, had een man die ze al jaren kenden en liefhadden een gedurfde en onverwachte stap gezet om hersenonderzoek dichter bij het beoogde doel te brengen. Weer andere wetenschappers waren geschokt. Zoals Kennedy zelf zei: "Iemand beschouwde me als een gek, iemand - een dappere."

In Georgia vroeg ik Kennedy of hij het experiment nog een keer wilde herhalen. "Over mezelf?" - verduidelijkte hij. 'Nee, dat moet ik niet herhalen. Op hetzelfde halfrond, tenminste." Tikt zichzelf op de schedel, die nog steeds de taps toelopende elektroden verbergt. Dan, alsof hij opgewonden is door het idee om implantaten met een ander halfrond te verbinden, begint hij plannen te maken om nieuwe elektroden en complexere implantaten te maken, om FDA-goedkeuring te krijgen om te blijven werken, om subsidies te vinden om alles te betalen.

"Nee, ik zou dit niet op het andere halfrond moeten doen", zegt hij ten slotte. “Ik heb hier toch de apparatuur niet voor. Stel me deze vraag als het klaar is. Dit is wat ik heb geleerd van mijn tijd bij Kennedy en van zijn vage antwoord: het is niet altijd mogelijk om de route van de weg naar de toekomst te plannen. Soms moet je eerst de weg zelf aanleggen.