Het bekendste en misschien wel oudste hulpmiddel om blinden en slechtzienden te ondersteunen is de blindenstok. Maar in de loop van de jaren zijn hier – gelukkig – een heleboel innovatieve oplossingen bijgekomen. Wat te denken van een speciale schoen die via camerabeelden met geluid en trillingen waarschuwt voor obstakels op de stoep? Hier werkt de Oostenrijkse start-up Tec-Innovation samen met de Universiteit van Graz aan, zo viel te lezen in het best gelezen verhaal van afgelopen week.
Tussen een waarschuwende schoen en daadwerkelijk obstakels kunnen zien, zit nog een wereld van verschil. Maar een groep wetenschappers van verschillende universiteiten werkt aan een oplossing: een hersenimplantaat. Dit implantaat moet blinden hun zicht (deels) teruggeven. Richard van Wezel, professor visuele neurowetenschappen verbonden aan de Universiteit van Twente en de Radboud Universiteit, is betrokken bij dit onderzoeksproject.
Het werkt als volgt: Een blinde persoon krijgt elektroden in de visuele cortex van de de hersenen ingebracht. Het implantaat vertaalt camerabeelden in elektrische schokjes die hersencellen in de visuele hersenschors stimuleren. Hierdoor ontstaan lichtpuntjes waarmee blinden vormen kunnen onderscheiden. “Elektroden implanteren in de hersenen. Dat klinkt vrij heftig want de schedel moet eerst open. En eigenlijk is dat het ook wel. Maar vraag dit aan een neurochirurg en hij zal zeggen dat dit meevalt. De visuele cortex is een groot gebied dus je kunt er veel elektroden inbrengen. Op dit moment honderd. De elektrische activiteit zorgt voor lichtpuntjes waarmee een beeld kan worden gevormd. De ogen worden hiermee als het ware vervangen door een camera.”
Versimpeld beeld opgebouwd uit lichtpuntjes
Het is niet te vergelijken met ‘normaal’ zien, maar het beeld geeft genoeg informatie om onderscheid te maken tussen verschillende objecten. “Een zwaar versimpeld beeld, opgebouwd uit puntjes licht. Een neuraal netwerk filtert vooraf de meest relevante visuele informatie. Hierdoor wordt het mogelijk om te kunnen navigeren en het verschil tussen een stoep en een weg te zien”, legt Van Wezel uit.
In Spanje kreeg vorig jaar de eerste proefpersoon het implantaat. Als dat allemaal goed gaat, wordt de proef uitgebreid. Van Wezel: “Niet alleen in Spanje, maar ook op andere plekken, zijn ze hiermee bezig. Het onderzoek richt zich voornamelijk op mensen die ooit hebben kunnen zien. Vooral omdat zij kunnen beschrijven wat ze waarnemen. Mensen die vanaf hun geboorte blind zijn, hebben wel de visuele schors. Maar op hersenscans is te zien dat deze is overgenomen door andere hersenfuncties. Er is nog meer onderzoek nodig om erachter te komen of het voor hen ook werkt.”
Maar Van Wezel heeft goede hoop dat dit lukt. “Kijk naar het cochleaire implantaat, dat jaarlijks honderden mensen in Nederland krijgen. Hiermee kunnen doven met slechts 15 tot 20 elektroden in het slakkenhuis spraak verstaan. Dat dit zo goed werkt is eigenlijk een wonder. De visuele schors is een groot gebied en in theorie kun je hier veel meer elektroden plaatsen, waardoor het zicht weer gedetailleerder wordt.”
Electrodes die langer meegaan
Voor nu ligt de focus verbeteren van het AI-systeem. “Hoe snel moet de camera beelden vertalen? Welke informatie is relevant? En welke informatie juist niet? Allemaal zaken waar je een neuraal netwerk op kunt trainen”, aldus Van Wezel. Ook zoeken de wetenschappers nog naar elektrodes die langer meegaan. De huidige gaan zo’n twee jaar mee. “Je stopt iets in het brein dat er eigenlijk niet hoort, daar gaat bindweefsel omheen groeien. Hierdoor komen signalen steeds minder goed door. We willen naar technologie die – zoals dat zo mooi heet – biocompatible is. Dat is nu één van de grootste issues waar we aan werken.”
Of blinden met deze prothese ooit ‘normaal’ zullen zien, durft Van Wezel niet te zeggen. “Van de visuele cortex kunnen we als het ware een plattegrond maken van het zicht. Dat is redelijk één op één te vertalen naar een specifieke plek in de hersenen. Heb je het bijvoorbeeld over de perceptie van kleur, dan ligt dit veel ingewikkelder. Het is een utopische gedachte dat ze ooit kleur zullen zien, daar weten we nog veel te weinig van. Het is nog niet precies duidelijk waar dit precies plaatsvindt in de hersenen.” Dan lachend: “Je kunt je afvragen of dat erg is. We hebben ook jarenlang zwart-wit TV gekeken toch?”
Riem die helpt gezichtsuitdrukkingen te herkennen
Van Wezel werkt aan meerdere innovaties voor blinden of slechtzienden. Zo bedacht hij een speciale riem die helpt bij het herkennen van gezichtsuitdrukkingen. Een camera vertaalt via AI-software de gezichtsuitdrukkingen in trillingen naar de riem. Bij iedere emotie hoort weer een ander trilsignaal. “Dit kan blinden en slechtzienden helpen bij het herkennen van emoties als ze met iemand in gesprek zijn”, begint hij. “Het neurale netwerk is getraind op het herkennen van gezichtsuitdrukkingen, maar zo zou je dat ook kunnen trainen op oogcontact. Heeft een gesprekspartner aandacht voor de visueel beperkte persoon?”
Zelf kent hij het Oostenrijkse systeem uit ons best gelezen artikel niet. Maar het heeft volgens van Wezel wel degelijk voordelen vergeleken met andere hulpmiddelen. “Neem de Orcam, een bril die slechtzienden en blinden helpt bij onder andere het lezen van etiketten. De bril zit op het oor en leest voor wat er staat. Net als het Oostenrijkse systeem waarschuwt het voor objecten, niet via trillingen maar met audio. Het nadeel hieraan is dat je heel de tijd, de hele dag door via het oor wordt gewaarschuwd. Terwijl je eigenlijk het oor vrij wil houden voor omgevings -of verkeersgeluiden. Het Oostenrijkse systeem interfereert niet met het gehoor, dat is tijdens navigatie in onbekend gebied een groot voordeel.”
Ook al vervangen hulpmiddelen het zicht niet, Van Wezel vindt het toch belangrijk om verschillende systemen en hulpmiddelen te blijven ontwikkelen. “Het komt maar relatief weinig voor dat mensen echt helemaal blind zijn. Hierin heb je verschillende gradaties en het verschilt per persoon hoe slecht het zicht kan zijn. Soms kan iemand prima zelfstandig navigeren, maar heeft wel behoefte aan ondersteuning bij het lezen van een etiket. Dat is voor iedereen anders.”
