De droom van een eenvoudige verbinding tussen hersenen en machine is bewaarheid. Met behulp van hersensignalen kan elke mens bijvoorbeeld een modelauto besturen. Hiervoor is een helm nodig, die de hersenstromen zonder een direct elektrisch contact in stuursignalen omzet. Onderzoekers van de TU Braunschweig hebben deze helm nu ontwikkeld.
Het nieuwe systeem is gebaseerd op het klassieke EEG (Electro-Encephalogram). Het meet de elektrische activiteit van de hersenen aan de hand van spanningswisselingen aan de hoofdhuidoppervlakte. Een computer stuurt de signalen na bewerking naar het voertuig. Indien de testpersoon zich op een bepaald punt concentreert, kan hij daarmee de richting van het model voertuigveranderen.
In seconden inzetbaar
De Brain Computer Interface functioneert zonder directe elektrische contacten met het hoofd. De hersensignalen worden contactloos gemeten door elektroden in de helm. Daarom heeft de gebruiker geen elastische kap of contactgel nodig zoals bij een EEG en is de helm in een paar seconden geactiveerd.
Met de methode zijn niet alleen modelauto’s te besturen. In de toekomst kan het systeem ook als een gemakkelijker en goedkoper alternatief worden gebruikt bij de diagnose aan de hersenen. Ook de besturing van computerspellen en andere apparaten zoals een rolstoel of prothese wordt bij de ontwikkeling betrokken.
Bij een proef met een modelvoertuig werden de signalen in het zichtcentrum van de hersenen gemeten. Om te sturen kijkt de gebruiker op een beeldscherm met twee schaakbordpatronen, die met een wisselende frequentie oplichten. Concentreert de persoon zich op het linker schaakbord dan rijdt de auto naar links, bij het rechter schaakbord naar rechts. Wordt op geen van beiden patronen gefocust, dan rijdt het voertuig rechtuit.
Een losse sensor in de helm heeft slechts een doorsnede van een twee euromunt en is daarmee nauwelijks groter dan de conventionele EEG-elektrode.
Twee euro
De Brain-Computer-Interface maakt een directe informatiestroom van de hersenen naar de computer mogelijk. Daarvoor moeten signalen uit de hersenen worden opgenomen. De wetenschappers aan het Institut für elektrische Messtechnik und Grundlagen der Elektrotechnik (EMG) van de Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig hebben daarvoor een nieuwe methode ontwikkeld, de capaciteve EEG. Ze werken nauw samen met de Klinik für Neurologie van Charité Berlin en het Fraunhofer-Institut FIRST in Berlijn.
Hersenactiviteiten zijn aan de huidoppervlakte te meten. Ze veroorzaken een ladingverschuiving in de buurt van de hoofdhuid. Deze verandering van elektrische lading kan daarmee de lading van een metalen plaat in de nabijheid beïnvloeden. Daar maken de onderzoekers gebruik van: deze plaat heeft geen elektrisch contact meer met de huid. De opnemers kunnen de hersenstromen zelfs dwars door de haren heen opnemen’. Met gevoelige signaalversterkers maken de wetenschappers de signalen dermate geschikt, dat ze later als landkaarten op een beeldscherm kunnen worden getoond. Uit de talloze hersensignalen worden dan de juiste gefilterd.
