RADIO Webinar: Ontdek Neurotechnologie deel 2 over Computer-Brein Interface

Deel 2 van het webinar Ontdek Neurotechnologie. Te gast: Pim Haselager.

LYKLE DE VRIES: Welkom bij het webinar Ontdek Neurotechnologie van RADIO, de RijksAcademie voor Digitalisering en Informatisering Overheid. Onze gast vandaag is professor Pim Haselager. Mijn naam is Lykle de Vries. En we gaan proberen om in een uur tijd, in drie delen, een afdoende beeld te schetsen van neurotechnologie, wat het is, wat je ermee zou kunnen en wat je er wellicht nog van zou moeten vinden. Dan gaan we door naar het tweede deel.

PIM HASELAGER: We veranderen nu de richting. Eerst ging het van brein naar computer. Nu gaan we van computer naar brein. Dat heet hersenstimulatie, en dat noemen we ook wel hersenschrijven. Een simpel voorbeeldje daarvan, maar wel heel interessant, is deze meneer, Harbisson. Hij is een kunstenaar. En hij kan geen kleuren zien. Ik laat zo een filmpje zien waarin hij het allemaal uitlegt, maar even een korte samenvatting van tevoren. Hij heeft een sensor voor zich die wel kleuren kan waarnemen, en die zet dat om via het stimuleren van zijn schedel. Dus niet eens het brein, maar via de schedel, tikkend aan de buitenkant, in heel hoog tempo en bijzonder subtiel, een bepaalde klank. Dus hij hoort als het ware kleuren. En hij vertelt in het filmpje dat ik nu graag wil laten zien hoe dat voor hem is. Laten we daar even naar kijken.

In beeld: Engelstalige TED Talk van Neil Harbisson.

NEIL: I was born with a rare visual condition called achromatopsia, which is total colour blindness, so I've never seen colour and I don't know what colour looks like, because I come from a grayscale world. To me, the sky is always gray, flowers are always gray and television is still in black and white. But, since the age of 21, instead of seeing colour, I can hear colour. In 2003, I started a project with computer scientist Adam Montandon and the result, with further collaborations with Peter Kese from Slovenia and Matias Linza from Barcelona, is this electronic eye. It's a colour sensor that detects the colour frequency in front of me and sends this frequency to a chip installed at the back of my head, and I hear the colour in front of me through the bone, through bone conduction. So, for example, if I have like... (FREQUENTIEGOLVEN) This is the sound of purple. For example, this is the sound of grass. (FREQUENTIEGOLVEN)
(FREQUENTIEGOLVEN) This is red, like TED. (FREQUENTIEGOLVEN) This is the sound of a dirty sock. (GELACH) Which is like yellow, this one. So I've been hearing colour all the time for eight years, since 2004, so I find it completely normal now to hear colour all the time. At the start, though, I had to memorise the names you give for each colour, so I had to memorise the notes, but after some time, all this information became a perception. I didn't have to think about the notes. And after some time, this perception became a feeling. I started to have favourite colours, and I started to dream in colours. So, when I started to dream in colour is when I felt that the software and my brain had united, because in my dreams, it was my brain creating electronic sounds. It wasn't the software, so that's when I started to feel like a cyborg. It's when I started to feel that the cybernetic device was no longer a device. It had become a part of my body, an extension of my senses, and after some time, it even became a part of my official image. This is my passport from 2004. You're not allowed to appear on UK passports with electronic equipment, but I insisted to the passport office that what they were seeing was actually a new part of my body, an extension of my brain, and they finally accepted me to appear with the passport photo.

In beeld: einde videofragment, terug naar de studio.

LYKLE: Even prachtig als angstaanjagend, die synergie van de mechaniek, de digitalisering en de identiteit.

PIM: Ja, we weten dat het brein heel flexibel is, heel adaptatief. En die vereenzelviging met de tool, met het instrument dat je gebruikt, dat dat als het ware wegvalt en dat je er dwars doorheen kijkt, een beetje zoals de blinde met een wandelstok. Uiteindelijk voel je het trottoir door die stok heen. Dat wordt een onderdeel van jezelf. Dat zien we hier ook. Dat zien we bij brain-computer interfacing wel vaker, dat mensen vergeten dat die technologie er is, die wordt helemaal belichaamd, opgenomen in hun eigen zelfbeeld. Ik vind in dit verband het feit dat hij dat in z'n paspoort wil hebben, is juridisch en ethisch… Als er iets fout gaat bijvoorbeeld, 'Ik dacht dat het licht op oranje stond', nou is dat ook een locatieding, maar even voor het idee, is dat dan zijn fout, was het de software, was het het gereedschap, de camera die het even niet deed? Hoe leggen we verantwoording af over gemedieerde technologie, gemedieerde handelingen? Dat is toch wel een interessante vraag. Maar goed, ik wil even verder op het gebied van hersenstimulatie. Je kunt nu ook van buiten de schedel, met een paar simpele elektroden, al signaaltjes door de schedel heen sturen. Er zijn mensen die daar thuis mee experimenteren. Dat kan over het algemeen ook niet zo gek veel kwaad, zeg ik voorzichtigheidshalve. Je moet flink je best doen wil je daar schade mee berokkenen. Daarom moet je toch altijd even nadenken over wat je aan het doen bent, maar dat terzijde, wat cognitieve effecten kan hebben. Bijvoorbeeld verbale creativiteit kun je even stimuleren met behulp van dit soort... Of probleemoplossend vermogen. Daar zijn in elk geval suggesties voor. Dat is allemaal in onderzoek. Ze worden ook steeds draagbaarder en modieuzer. U ziet in dat middelste plaatje die mevrouw met die rode… Ik zie dat als een soort van koptelefoon. Nu ziet het er nog een beetje gek uit, over tien jaar ben je een loser als je dat niet op je hoofd hebt. Zo gaat dat, net als met koptelefoons. Dat deed je 20 jaar geleden ook niet zomaar.

LYKLE: Met de Google Glass ging het ook anders.
PIM: Ja, daarom. Het is interessant om te zien wat nou de redenen zijn waarom een bepaalde technologie wel aanslaat of niet. Dat weten we ook niet allemaal van tevoren. In elk geval, dat kan dus. Maar je kunt ook invasief gaan. Dat noemen we 'deep brain stimulation'. Dan ga je door de schedel, door de beschermlagen om het brein heen, helemaal naar binnen toe, in dit geval 'subthalamic nucleus'. Dat is ooit begonnen als behandelingsmethode voor mensen met parkinson, met die tremoren die de kwaliteit van leven ontzettend ondermijnen. Via DBS werden die tremoren verminderd. Dus het was geen genezing, maar het verhoogde de kwaliteit van leven zodanig dat mensen dat toch de moeite waard vonden. Maar er traden soms ook veranderingen op in gemoedstoestand, in hoe mensen zich voelden. Ze werden misschien wat vrolijker, wat manischer soms ook. Hyperseksualiteit, er gebeurde van alles. Na verder onderzoek bleek dat dit misschien een laatste redmiddel is in het geval van suïcidale depressie. Dus mensen die echt alles geprobeerd hebben, elektroshocks. U ziet een mevrouw op het scherm, dat filmpje gaan we zo even zien, die echt van alles geprobeerd had, bijzonder ten einde raad was eigenlijk. Elektroshocks, medicijnen, therapie, noem het maar op. Niets hielp meer. En die is dit toen gaan gebruiken. Je ziet bij het sleutelbeen een pacemaker als het ware. Dat is een apparaatje dat die stroomstootjes via een snoertje, via de elektroden, naar die diepgelegen hersengebieden stuurt. En die kun je afstellen. Daar zitten allerlei parameters aan. Het kan kort, lang, een grote amplitude hebben of een kleine, het kan vaak of minder vaak, regelmatig of onregelmatig. Je kan aan allemaal knopjes draaien en dan verandert het signaal en dus ook het effect. En de juiste parameterinstelling wordt getest terwijl iemand bij bewustzijn is na de operatie en aangeeft hoe ze zich voelt, in dit geval onder invloed van die stimulatie. Dan kan die worden bijgesteld. Zij beschrijft in het filmpje waar we nu naar gaan kijken hoe het voelt, wat de effecten zijn. Je ziet haar ook tijdens die afstemming van de parameters. Laten we even kijken.

In beeld: videofragment. 

ARTS: So, let me show you the X-rays here. You can see here these wires that are implanted deep in the brain, in the mood parts of the brain, to improve the mood, energy and anxiety. This tunnel from top of the head, down here, comes down the neck to the chest, and gets connected to the pacemaker battery.

VOICE-OVER: After her recovery, the process of finetuning the settings of Diane's brain pacemaker began.

ARTS: We'll start on the left side, so I'll have you put that over your thumb.

(ZACHTE, LANGZAME MUZIEK)
In beeld: Diane ondergaat het proces.

DIANE (NA HET PROCES): That's a real rollercoaster, because they switch it one way, and almost instantaneously you could be crying.

(TIJDENS HET PROCES): I don't feel good. Things just seem darker and heavier.

In beeld: Diane laat haar kop hangen en zucht diep. (STILTE). (ZUCHT). 

(NA HET PROCES): And then they turn that off and maybe switch it to another parameter and you're feeling better. I did that for like four, five hours, three days in a row.

(ZACHTE LANGZAME MUZIEK)

In beeld: Er verschijnt langzaam een grijns op het gezicht van Diane.

(TIJDENS HET PROCES): I think I feel a little lighter, a little brighter.

(ZACHTE, LANGZAME MUZIEK)

In beeld: Diane heeft een brede glimlach op haar gezicht.

ARTS: Feeling better?

In beeld: Diane knikt.

ARTS: Feeling definitely better? 

DIANE: Yes.

ARTS: No doubt, huh.

DIANE (NA HET PROCES): It's the difference between night and day in my life.

In beeld: Einde videofragment, terug naar de studio.

LYKLE: Een verschil als tussen dag en nacht in m'n leven. Maar dankzij iemand anders die aan de knopjes draait.

PIM: Ja, dat is bijvoorbeeld een vraag: wie mag er aan de knopjes draaien? Is dat de patiënt zelf, is dat de arts? Is dat een jurist, een juridisch vertegenwoordiger?

LYKLE: Is dat in elke situatie hetzelfde?

PIM: Ja... Hoe willen we dat geregeld krijgen? Dat is eigenlijk nog helemaal niet helder. Er zijn nu situaties... Ik ken een voorbeeld van een collega die mij vertelde dat een arts op een gegeven moment tegen een patiënt had gezegd: 'Mevrouw, ik ben hier niet om u gelukkig te maken, maar om u beter te maken.' Die mevrouw vond dat het eigenlijk wel lekker ging zo, en dat knopje kon nog wel een beetje opener. Die kick van: doe er nog maar wat bij, dokter. Als ik dit studenten laat zien bijvoorbeeld, ik geef een cursus neurofilosofie over dit soort zaken, dan zijn ze aan de ene kant heel positief over het feit dat dit mogelijk is en dat je mensen op zo'n manier kunt helpen. Aan de andere kant zijn ze ook angstig voor een soort geluk op bestelling. Zij stellen bijvoorbeeld vragen als: 'hoe gaat het dan als er iets misgaat? Is die mevrouw dan nog in staat om daar verdrietig over te zijn of staat ze voortdurend met een grimas op haar gezicht naar de dode huiskat te kijken?' Dus we moeten daar nog steeds ontzettend veel over ontdekken wat de effecten zijn. En dan heb ik het nog niet eens over de bijeffecten. Er zijn ook voorbeelden geweest van maniakaal koopgedrag. Dan ontstaan er ook weer juridische vragen. Kun je dan zeggen: 'Dat heb ik niet gedaan, dat deed ik onder invloed van mijn deep brain stimulation. Dus die koop is eigenlijk ongeldig.'

LYKLE: We kennen het uit de automobielindustrie, waar natuurlijk steeds meer onderdelen van de auto je helpen veilig te rijden en bedrijven als Volvo daar meer verantwoordelijkheid in nemen dan andere.

PIM: Dat wordt vaak dan opgelost doordat je de verantwoordelijkheid op je neemt op het moment dat je het koopcontract tekent. Dan wordt dan aan je uitbesteed.

LYKLE: De vraag is of je snapt waar je mee bezig bent.

PIM: En de vraag is dus of dat juridisch wel hout snijdt. Dat je mensen niet in posities brengt waarin ze 'n verantwoordelijkheid op zich nemen die ze helemaal niet kunnen dragen en die ze niet begrijpen. En in dit geval, suïcidale depressie, hebben mensen misschien ook geen keus. Dus mag je ze dan die verantwoordelijk wel toeschrijven, want eigenlijk hebben ze anders alleen maar te verliezen. Dus hier opent zich, maar we komen daar straks nog op terug, een hele wereld van vragen die van ethische, maatschappelijke en juridische aard zijn. Dat komt er nu best hard aan.

LYKLE: In het eerste deel gaf je ook voorbeelden van hoe emotie herkend kan worden. Dus een systeem als dit zou jou kunnen waarnemen en indien nodig corrigerend kunnen stimuleren?

PIM (WEIFELEND): Ja. Dat zie je nu aankomen. Ik wilde naar een volgende slide, maar die duurt nog heel eventjes, dat inderdaad die beide technologieën gecombineerd kunnen worden. Ik wilde eerst nog 'n ander ding laten zien, dan komen we hier uitgebreid op terug. Dat is dat je dus mensen uitgebreid kunt vragen over hoe ze zich voelen als er meer of minder stimulatie plaatsvindt of ook op andere gebieden. Tegenwoordig kunnen ze ook elektroden op het brein leggen, een soort van matjes zijn dat, heel klein, waardoor verschillende gebieden gestimuleerd kunnen worden. Je kunt dan mensen vragen, net zoals bij die mevrouw, terwijl er aan de parameters werd geschakeld, hoe ze zich voelen. Ik heb niet de tijd om dit door te nemen, maar het is heel interessant om af en toe wat verslagen door te lezen van hoe mensen zeggen zich te voelen, omdat de terminologie waarin ze dat beschrijven soms bijna poëtisch is. Ze voelen zich als in een droom, of het voelt heel kalm, alsof ze een boek aan het lezen zijn. Er komen allerlei beschrijvingen bij, puur als gevolg van die externe manipulatie van hersenactiviteit.

LYKLE: En er zit ook een cultureel aspect bij. Ik kom uit het noorden van het land. Daar zeggen ze 'Kon minder' als het geweldig is. Dat moet je wel even weten.

PIM: Ja, precies. Ook naar het duiden van die uitspraken wordt steeds meer onderzoek gedaan, van: wat betekent dat nou eigenlijk? Net zo vindt de BCI-wereld belangrijk om te benadrukken dat de bijeffecten die ongewenst zijn over het algemeen zeer uitzonderlijk zijn. Dan hebben we het over 1-3 procent van alle gevallen. Dat is niet standaard. Maar goed, ik kijk daar ook wat theoretischer en ethischer naar. Ik vind juist die uitzonderingssituaties heel interessant, omdat dat ook iets zegt over hij wij eigenlijk functioneren. Als ik even een vergelijking mag maken, je hebt de CERN-Collider. Dat zijn die deeltjes in Zwitserland die versnellen, die botsen dan op elkaar en onder hele extreme omstandigheden met hele hoge snelheden zie je ze dan opeens uit elkaar vallen. Neurotechnologie is ook een manier om onze concepten die we altijd hebben, over individualiteit, verantwoordelijkheid, handelen, enzovoort, onder extreme omstandigheden te brengen, waarin ze eventjes verstoord worden door die neurotechnologie en om dan te kijken hoe ze in elkaar storten.

LYKLE: Uit welke onderdeeltjes ze bestaan.

PIM: Dus je bestudeert daardoor ook wat nauwkeuriger de onderliggende mechanismen onder iets als: dit ben ik, dit is wat ik doe en hier neem ik m'n verantwoordelijkheid voor. Of: ik voel nu dat ik dit aan het doen ben, of: ik zie kleur. Maar het gaat eigenlijk via geluid. Dat is een hele interessante toepassing van die technologie die meer wetenschappelijk dan maatschappelijk-praktisch is georiënteerd. Dat was even een zijpaadje. We gaan naar de combinatie ervan. Ik zei al een paar keer: je kunt hersenlezen en hersenschrijven, decoderen en stimuleren, maar je kunt dat ook combineren, bijvoorbeeld binnen een brein. Dat gebeurt bij epilepsie. Daar heb je van die aanvallen, die 'seizures'. Dat betekent dat er een overmaat aan activiteit ontstaat in een bepaald hersengebied, en die verspreidt zich door het brein, waardoor de controle en de balans helemaal zoek raakt, simpel gezegd. Dat kan heel gevaarlijk zijn. Mensen raken in zo'n aanval de controle over zichzelf volledig kwijt. En ze zijn vaak te laat met het voelen aankomen van die aanval. Een van de ideeën achter zo'n 'closing-the-loop' zoals we dat noemen, dus lezen en stimuleren, is dat continu die hersenactiviteit bewaakt wordt en op het moment dat er zo'n aanzet begint van een aanval, dat er dan een signaal wordt verstuurd naar een hersenstimulator die de verspreiding van die activatie onderbreekt, waardoor ofwel de aanval niet ontstaat, ofwel de persoon gewaarschuwd wordt, zodanig dat die maatregelen kan nemen met medicijnen, hulp inroepen.

LYKLE: De auto stilzetten langs de kant van de weg.

PIM: Dat zijn hele interessante toepassingen die natuurlijk ook een deel van de zelfcontrole die iemand normaliter heeft beïnvloeden, ondermijnen, steunen. Je kunt daar verschillende woorden op plakken. Het is nog helemaal niet zo duidelijk wat daar nou eigenlijk gebeurt. Het zal ook heel contextafhankelijk en persoonsafhankelijk zijn van wat je duidt aan die kant. Goed, het kan ook tussen breinen. Tussen de hersenen van het ene wezen en de hersenen van het andere wezen. Dat is een voorbeeld. We noemen dat ook wel B2B, 'brain to brain'. Of 'brain to brain interface'. Een van de eerste voorbeelden daarvan wil ik kort even laten zien. Je hebt twee muizen, die zitten elk in een kooitje. De een is de 'sender' en de ander is de 'receiver', die ontvangt het hersensignaal van de eerste muis. Daar wordt activiteit van gemeten en doorgestuurd naar het brein van de andere. Die eerste zit in een kooitje en er zijn twee lampjes, en twee knopjes waar die op kan drukken. Als het linkerlichtje aangaat, moet die op het linkerknopje drukken. Gaat rechts aan, moet die rechts drukken. Vrij simpel. Maar je hebt dat lichtknopje wel nodig, anders weet je niet welke van de twee. Die tweede heeft exact dezelfde lay-out, maar er gaan geen lichtjes aan. Dus die moet de hele tijd raden wat die moet indrukken en wanneer, want je kunt drukken wat je wilt, maar als het spelletje niet begonnen is, schiet je niets op. Die krijgt een hersensignaal uit de motorcortex van de eerste. De motorcortex stuurt die pootjes aan, links of rechts. Dat is mooi gescheiden en gespiegeld in het brein neergelegd, dus een heel helder signaal levert dat op. En die krijgt dan op een gegeven moment door, na een keer of vijf, de experimentatoren beschrijven het alsof er een kwartje valt, opeens door dat er blijkbaar interessante, nuttige informatie in dat brein aanwezig is, en die gaat dan op het juiste knopje drukken, zonder dat die lampjes ziet. Dus dat signaal komt aan en heeft effect.
Dat kun je nu ook in mensen toepassen. Dat gaat meestal nog niet invasief. Dus dat gaat dan via allerlei andere vormen van stimulatie, details doen er nu niet toe, waarin bijvoorbeeld drie mensen samen Tetris spelen. Nou is dat niet een wereldschokkende toepassing, maar het is meer een 'proof of principle'. Je laat even zien dat het kan en dat je met drie mensen, die puur op basis van hersensignalen met elkaar communiceren, sturen, ontvangen of een combinatie daarvan, samen een soort van 'brain net' vormen. Zo noemen ze dat ook wel. Dat levert ook weer vragen op over verantwoordelijkheid, aansprakelijkheid en identiteit. Er is een interessant artikel: When 'I' becomes 'We'. Je bent op dat moment, laat ik het toch maar doen, Star Trek, de Borg.

(GELACH)

LYKLE: Met een centrale intelligentie.

PIM: Dat gaat natuurlijk veel te ver, allemaal sciencefiction, enzovoort, maar er is toch iets aan de hand met de individualiteit van mensen die zo met elkaar in verbinding staan. Dat is een interessante ontwikkeling.

LYKLE: Voor machines kennen we dat. Auto's als die van Tesla verzamelen heel veel informatie over weggedrag. Dat wordt ook allemaal centraal verwerkt en leidt tot aanpassingen en verbeteringen hopelijk aan het algoritme. Voor apparaten is het niet zo'n gek concept.

PIM: Voor apparaten is het al heel lang vrij standaard. Het punt is juist, het unieke, het riskante, het gevaarlijke, het afstotende, maar toch ook wel het veelbelovende, is dat dat nu tussen mensen gebeurt aan de binnenkant van hun schedel. Ik noem George Orwell nog maar even. En dat kan nu ook, dit is zeer recent, 2024, tussen mens en dier. Dus de muis op afstand besturen met je eigen hersenactiviteit. Er zijn altijd mensen geïnteresseerd in dat soort dingen, zeker militaire toepassingen schieten meteen te binnen. De ethische implicaties van dit soort onderzoek zijn enorm. Daarom is het denk ik goed dat we in dit stadium daar het een en ander over weten.

LYKLE: Daar gaan we het zo over hebben. We zijn aan het eind van het tweede deel. over de brein-computerinterface, de computer-breininterface. Welke vragen leven er? Ik heb één vraag al voor me staan. Die grijpt nog een beetje terug. Dinovic vraagt: Zou je in de toekomst een app kunnen hebben waarmee je je eigen droom 's ochtends terug kunt kijken op je mobiel?

PIM: Dat ga ik in principe niet uitsluiten.

LYKLE: Technisch kan dat, want als je die gegevens vastlegt, kun je die representeren.

PIM: Ja, ik denk dat we die kant op zouden kunnen gaan als je dat zou willen. Ik denk dat dat voor veel mensen een hele nieuwe vorm van amusement, horror benut.

LYKLE (LACHEND): Entertainment.

PIM: Maar het zou ook misschien wel een vorm van creativiteit kunnen brengen. Als je ervanuit gaat dat... We hebben het niet over tien jaar nu, maar over langere termijn. Alles wat ik nu laat zien, is wetenschappelijk onderzoek 'in progress', en ontwikkelingen gaan hard, maar bepaalde biologische beperkingen loop je tegenaan. Je noemde er eentje. De ruis die in het signaal zit, de lage resolutie. Dat blijft hetzelfde. Dus dit gaan we stap voor stap verder ontwikkelen, maar juist daarom is het belangrijk om na te denken over hoe dat te reguleren. Nu het er nog net niet is, is het wel het goede moment om te denken: willen we dit eigenlijk allemaal wel?

LYKLE: Met dat antwoord op de vraag sluiten we deel twee af. Dank, professor Pim Haselager, voor al deze uitleg. Dank aan mijn collega's voor het modereren van de vragen. Dank aan de mensen van Online Seminar voor het faciliteren. Wil je meer weten over neurotechnologie en allerlei andere digitale ontwikkelingen? Ga dan naar RADIO, RijksAcademie voor Digitalisering en Informatisering Overheid en daar vind je nog veel meer. Dank voor het kijken en tot de volgende keer.