Nieuw Brain-to-Brain-netwerk maakt directe uitwisseling van gedachten tussen drie gebruikers mogelijk

• Een nieuw netwerk genaamd BrainNet stelt meer dan twee mensen in staat informatie rechtstreeks naar/van de hersenen te verzenden/ontvangen. 
• Onderzoekers voerden een experiment uit met 3 deelnemers, waarbij ze een Tetris-achtig spel moesten spelen. 
• Met 5 groepen van 3 leden behaalden ze een succespercentage van 81,25%. 

Gedachten rechtstreeks naar het hoofd van iemand anders sturen was vroeger sciencefiction. Er is veel veranderd sinds 2013, toen neurowetenschappers van de Universiteit van Washington een systeem bedachten om bepaalde soorten gedachten rechtstreeks naar andere hersenen over te brengen, een mijlpaal die de communicatie tussen hersenen en hersenen werkelijkheid maakte.

Twee jaar later hebben ze met succes meerdere hersenen van zowel ratten als apen met elkaar verbonden om een ‘organische’ computer te vormen. Deze keer hebben ze iets ongelooflijks gedaan.

Ze hebben een netwerk ontwikkeld met de naam BrainNet waarmee drie mensen een samenwerkingsspel zoals Tetris kunnen spelen. Dit is de eerste niet-invasieve brein-tot-brein-interface voor meerdere personen om samen problemen op te lossen, met behulp van een ‘sociaal netwerk’ van gekoppelde hersenen.

De technologie achter het BrainNet

Het netwerk bestaat uit twee componenten:

1. Elektro-encefalogrammen (EEG's):voor het registreren van de elektrische activiteit van de hersenen.
2. Transcraniële magnetische stimulatie (TMS):voor het verzenden van gegevens naar de hersenen.

EEG bevat verschillende elektroden die aan de schedel zijn bevestigd en die de elektrische signalen in de hersenen kunnen extraheren. Iedereen kan zijn hersensignalen gemakkelijk controleren of veranderen. Als je bijvoorbeeld een licht ziet knipperen met een snelheid van 10 hertz, zenden je hersenen een elektrisch signaal uit met dezelfde frequentie. Als u uw aandacht op een ander licht richt, zullen uw hersenen een ander signaal uitzenden dat overeenkomt met de frequentie van het licht dat u waarneemt. Dat is wat EEG's gemakkelijk kunnen oppikken.

De architectuur van BrainNet | Met dank aan onderzoekers

De tweede component induceert bepaalde elektrische activiteit in bepaalde delen van de hersenen om de hersenactiviteit te manipuleren. Het is alsof je een magnetische puls op de occipitale cortex richt, waardoor je het gevoel krijgt naar een lichtflits te kijken.

Referentie: arXiv:1809.08632 | University of Washington | MIT Technologierecensie

Samen zorgen deze componenten ervoor dat deelnemers informatie rechtstreeks naar/van de hersenen kunnen verzenden/ontvangen.

Het experiment

Om de technologie te demonstreren, plaatsten onderzoekers 3 mensen in aparte kamers:2 zenders en 1 ontvanger. Ze kregen een taak waarbij ze een Tetris-achtig spel moesten oplossen, waarbij ze een blok op een scherm moesten draaien om het in de onderste ruimte te passen.

De zenders, die EEG's droegen, konden het volledige scherm zien en moesten de gegevens naar de derde persoon verzenden zonder gebruik te maken van een conventionele communicatiemethode. De gegevens die ze moeten verzenden zijn vrij eenvoudig, omdat het blok 180 graden moet worden gedraaid of zo moet blijven.

Om de informatie te verzenden, begonnen zenders aan weerszijden van het scherm met verschillende frequenties lichten te laten knipperen om een bepaald hersensignaal te induceren. 15 hertz kan bijvoorbeeld ‘roteren’ impliceren en 17 hertz kan ‘niet roteren’ impliceren.

Schermen zichtbaar voor ontvanger en zender | Met dank aan onderzoekers 

De ontvanger, die zowel TMS als EEG draagt, kan alleen de bovenste helft van het scherm zien, dus hij weet niet hoe hij deze op de onderkant moet plaatsen. Wel ontvangt hij via TMS informatie van beide afzenders.  In dit experiment droegen de signalen óf één fosfeen (om het blok te roteren) óf geen lichtflits (wat aangeeft dat er geen rotatie nodig is). De gegevenssnelheid bedraagt dus slechts 1 bit per interactie.

Om een element van fout te introduceren, lieten ze een van de afzenders de verkeerde informatie doorgeven. Dit werd op een leuke manier gedaan om te zien hoe succesvol de ontvanger kon zijn. Met 5 groepen van 3 leden behaalden ze een nauwkeurigheid van 81,25%.

Lees:Kunnen we kwantumcomputing in ons eigen brein uitvoeren?

Onderzoekers zeiden dat de netwerken kunnen worden geschaald door het aantal EEG- en TMS-componenten te vergroten. Het zou zelfs kunnen worden uitgebreid naar internet (een cloudgebaseerde brein-brein-interfaceserver), waardoor gebruikers wereldwijd kunnen samenwerken.