Nieuw BrainNet-netwerk maakt directe gedachtenuitwisseling tussen drie gebruikers mogelijk

• Een nieuw netwerk genaamd BrainNet stelt meer dan twee personen in staat om informatie direct naar/van de hersenen te sturen/ontvangen.
• Onderzoekers voerden een experiment uit met 3 deelnemers, waarin ze een Tetris-achtig spel moesten spelen.
• Met 5 groepen van 3 leden haalden ze een succesratio van 81,25%.

Gedachten direct naar andermans hoofd sturen was vroeger sciencefiction. Veel is veranderd na 2013 toen neurowetenschappers van de Universiteit van Washington een systeem bedachten voor het overdragen van bepaalde typen gedachten direct naar andere hersenen, een mijlpaal die hersen-hersencommunicatie tot realiteit maakte.

Twee jaar later sloten ze meerdere hersenen van zowel ratten als apen succesvol aan om een 'organische' computer te vormen. Deze keer hebben ze iets ongelooflijks gedaan.

Ze hebben een netwerk genaamd BrainNet ontwikkeld dat 3 mensen in staat stelt om een collaboratief spel als Tetris te spelen. Dit is de eerste multi-persoon non-invasieve brain-to-brain-interface voor gezamenlijk probleemoplossen, met behulp van een 'sociaal netwerk' van verbonden hersenen.

De technologie achter BrainNet

Het netwerk bestaat uit twee componenten:

1. Electroencephalogrammen (EEGs): voor het registreren van de elektrische activiteit van de hersenen.
2. Transcraniële Magnetische Stimulatie (TMS): voor het overdragen van data in de hersenen.

EEG bevat verschillende elektrodes bevestigd aan de schedel die de elektrische signalen in de hersenen kunnen extraheren. Iedereen kan zijn hersensignalen gemakkelijk controleren of veranderen. Bijvoorbeeld, als je een licht ziet knipperen op 10 hertz, zal je hersenen een elektrisch signaal uitstralen op dezelfde frequentie. Als je je aandacht verplaatst naar een ander licht, zullen je hersenen een ander signaal uitstralen dat overeenkomt met de frequentie van het licht dat je observeert. Dat is wat EEGs gemakkelijk kunnen oppikken.

De architectuur van BrainNet | Met dank aan de onderzoekers

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

Referentie: arXiv:1809.08632 | Universiteit van Washington | MIT Technology Review

Samen laten deze componenten deelnemers toe om informatie direct naar/van de hersenen te sturen/ontvangen.

Het experiment

Om de technologie te demonstreren, zetten onderzoekers 3 mensen in afzonderlijke kamers: 2 zenders en 1 ontvanger. Ze kregen een taak waarin ze een Tetris-achtig spel moesten oplossen dat betrof het draaien van een blok op een scherm om het in de onderste ruimte te laten passen.

De zenders, met EEG's, konden het volledige scherm zien en moesten de data doorsturen naar de derde persoon zonder enig conventioneel communicatiemiddel te gebruiken. De data die ze moesten sturen was vrij simpel, aangezien het blok of 180 graden gedraaid moest worden of ongewijzigd moest blijven.

Om de informatie te sturen, begonnen de zenders knipperende lichten aan weerskanten van het scherm op verschillende frequenties te laten branden om een specifiek hersensignaal te induceren. Bijvoorbeeld, 15 hertz kon "draaien" impliceren en 17 hertz "niet draaien".

Schermen zichtbaar voor ontvanger en zender | Met dank aan de onderzoekers

De ontvanger, met zowel TMS als EEG, kon alleen de bovenste helft van het scherm zien, dus wist hij niet hoe hij het onderin moest plaatsen. Echter, hij ontving informatie via TMS van beide zenders. In dit experiment droegen signalen ofwel één fosfeen (om het blok te draaien) ofwel geen lichtflits (wat aangeeft dat geen rotatie nodig is). Dus de data-overdrachtsnelheid is slechts 1 bit per interactie.

Om een foutmarge te introduceren, lieten ze een van de zenders de verkeerde informatie doorsturen. Dit werd op een leuke manier gedaan om te zien hoe succesvol de ontvanger kon zijn. Met 5 groepen van 3 leden haalden ze een nauwkeurigheid van 81,25%.

Lees ook: Kunnen we quantum computing in onze eigen hersenen uitvoeren?

Onderzoekers vermeldden dat de netwerken geschaald kunnen worden door het aantal EEG- en TMS-componenten te verhogen. In feite kan het uitgebreid worden naar het Internet (een cloud-gebaseerde brain-to-brain-interface-server), wat gebruikers wereldwijd in staat stelt om te collaboreren.