Compleet verlamd, maar toch in staat non-verbaal te communiceren dankzij de kracht van de ingebeelde beweging. Dat biedt het instrument op tabletformaat van het Italiaanse Liquidweb. Deze start-up volgde drie jaar geleden het acceloratorprogramma van HighTechXL in Eindhoven, maar is inmiddels op eigen bodem volop in de praktijk aan het brengen wat daar geleerd werd.
In de film ‘Le Scaphandre et le Papillon’ heeft Jean-Dominique, een schrijver, een locked-in-syndroom als gevolg van een beroerte. Hij is compleet verlamd. Hij kan alleen zijn linkeroog bewegen. De enige manier waarop de schrijver kan communiceren is door het knipperen met het ooglid: een keer betekent ‘ja’, twee keer ‘nee. Het lukt de wilskrachtige Jean-Dominique om met behulp van oogknipperen en een alfabet dat door een medewerker van de uitgeverij wordt voorgehouden, een boek te schrijven.
Had Jean-Dominique Braincontrol gekend, zou het boekschrijven en de communicatie aan zijn ziekbed een stuk gemakkelijker zijn verlopen. Braincontrol is een medisch hulpmiddel waarbij verlamde patiënten met hun gedachten bewegingen kunnen aansturen. Hoe dat in zijn werk gaat, vertelt de 46-jarige Pasquale Fedele, de ontwerper van Braincontrol.
“Braincontrol is een medisch instrument voor voorheen gezonde patiënten die door ziekte of ongeval ernstige motorische problemen en communicatieproblemen hebben gekregen. We hebben het onder andere over patiënten met de ziekte van Gehrig (ALS, red.) en mensen die een herseninfarct in een specifiek hersengebied of een traumatisch hersenletsel bij een ongeval hebben opgelopen. In het ergste geval zijn ze volledig verlamd en niet in staat vrijwillig hun spieren te bewegen. Ze kunnen verbaal noch non-verbaal communiceren. De intellectuele en cognitieve vaardigheden van deze patiënten kunnen in een aantal gevallen nog wel intact zijn. Zo kunnen ze met bewuste gedachten de hersenschors activeren. Braincontrol is in staat om gedachten te interpreteren die verband houden met ingebeelde bewegingen van de patiënt. Het zijn bewegingen als ‘vooruit’, ‘achteruit’, ‘rechts’, ‘links’, ‘omhoog’ en ‘draaien’.” Dat zijn precies de bewegingen die nodig zijn om een joystick te bewegen.
Hoe gaat dat in zijn werk?
“Als ik mijn hand omhoogsteek, wordt die beweging geanticipeerd door een elektrische impuls naar de hersenschors die ik met mijn gedachte opwek. Dus zelfs als ik mijn hand niet kan bewegen omdat deze verlamd is, kan ik me wel concentreren op die impuls. Het elektrische signaal wordt vervolgens onderschept door elektro-encefalografische sensors.”
De elektro-encefalografie (EEG) bestaat al heel lang. Wat is er nieuw aan?
“EEG wordt normaal voor diagnostische doeleinden gebruikt om de elektrische activiteit in het menselijk brein te analyseren. Het instrument van Braincontrol maakt behalve van EEG ook gebruik van een brain-computer interface (BCI). Dat stelt de patiënt in staat met een computer te communiceren door middel van alleen zijn hersenactiviteit.”
Is het niet moeilijk voor de patiënt om een specifieke gedachte op te wekken?
“Hij krijgt een training om de aansturing vanuit de hersens op een eenduidige manier te genereren, zodat er geen verwarring ontstaat met andere prikkels van en naar de hersens. In de praktijk gaat het altijd goed. Daarbij komt dat Braincontrol een ‘lerend’ apparaat is dat na verloop van tijd de specifieke karakteristieken van de patiënt leert kennen (machine learning).”
Zijn er grenzen aan het instrument bij het interpreteren van de gedachten van de patiënt?
“Ja. BrainControl kan niet alle soorten gedachten interpreteren. Het kan bijvoorbeeld geen directe interpretatie geven aan het onderscheid tussen ‘koud’ en ‘warm’. De gebruiker kan via denkbeeldige bewegingen rasters besturen, met vooraf gedefinieerde woorden of relevante afbeeldingen en virtuele toetsenborden. Hierdoor kan de patiënt communiceren met familieleden, artsen en verplegend personeel. Hij kan een e-mail schrijven, zijn rolstoel bedienen, enz.”
Is Braincontrol uniek in de wereld?
“Weliswaar is de ontwikkeling van brain-computer interfaces al dertig jaar aan de gang, maar is Braincontrol het enige medische instrument dat zich bewezen heeft op dit vlak. Braincontrol is ook het enige instrument dat gecertificeerd is. Het wordt vergoed door de Italiaanse ziektekostenverzekering. Braincontrol werkt op een tablet en heeft een draadloze EEG-headset.”
Wat is de prijs van Braincontrol?
“We hebben een servicegericht businessmodel: het apparaat wordt gehuurd en we rekenen servicekosten vanaf 300 euro per maand. Je kunt Braincontrol ook kopen voor 20.000 euro.”
Wat is het volgende doel?
“Met brain-computer interfaces zijn tal van toepassingen te bedenken op allerlei gebied, zoals in auto’s en het huishouden. We gaan in de toekomst niet meer (alleen) met een muis of een toetsenbord of een joystick met machines communiceren, maar op veel natuurlijkere wijzen, zoals via een blik, een gebaar en ook met een gedachte.
We zijn in januari een proef begonnen in een museum in Siena, waarbij de patiënt thuis of in het ziekenhuis een avatar in het museum kan bedienen en hij op die manier een rondleiding krijgt van een gids. Omdat het museum wegens de coronacrisis noodgedwongen in maart dicht moest, hebben we de proef uitgebreid. Iedereen kan nu een avatarbezoek boeken en kijken hoe het toeristisch bezoek van de toekomst eruit ziet.”
Het bezoek aan het museum van Santa Maria della Scala in Siena is via deze link (gratis) te boeken. Wegens het contact met een tourgids is het wel nodig dat je Italiaans verstaat.
Lees hier meer over het ontstaan van Liquidweb, een oud-deelnemer van HighTechXL
