De interface tussen hersensignalen en computers biedt een breed scala aan mogelijkheden voor productontwikkeling. EZ en OCW hebben 14,6 miljoen euro aan Smart Mix-subsidie over voor een consortium van de universiteiten in Maastricht, Nijmegen en Twente, Philips, Siemens en veertien andere partners om dat waar te maken. Eind november gaat het Braingain-project officieel van start. Toepassingen richten zich op behandeling van patiënten en het helpen van gehandicapten, maar ook computerspellen vallen binnen het project.
Vorig jaar kwamen de ministeries van EZ en OCW met de Smart Mix-subsidie, een potje van 100 miljoen euro om samenwerking tussen het bedrijfsleven en onderzoek te bevorderen. Om in aanmerking te komen moest een grote groep partners uit beide werelden de handen ineenslaan. De eerste ronde was ook gelijk de laatste; de nieuwe regering draaide de regeling meteen weer de nek om. Van alle aanvragen visten er 143 achter het net. Slechts zeven gelukkigen wisten een Smart Mix-subsidie in de wacht te slepen.
Een ervan was Braingain, een consortium dat inzet op productontwikkeling door het meten van hersensignalen. Een zeer brede omschrijving. ’Maar het moet ook wel heel breed zijn, omdat het risicovolle productontwikkeling is, dus je wil het risico spreiden.‘ Dat zegt Peter Desain van de Radboud Universiteit Nijmegen. Hij is initiatiefnemer en wetenschappelijk coördinator van het project. Naast verschillende groepen van de Nijmeegse universiteit doen ook de Universiteit Maastricht en de Universiteit Twente mee, samen met hun academische ziekenhuizen, het UMC, de Nijmeegse Sint Maartenskliniek en TNO Human Factors. Vanuit de grote bedrijven partneren Philips en Siemens en het MKB is vertegenwoordigd met Artinis, GewaNL, RTD en TMSI. Dialogic en STW zijn betrokken als smeermiddel voor valorisatie. Ten slotte doen ook de eindgebruikers hun zegje in de vorm van de ALS Stichting, de Epilepsie Vereniging en Parkinson Patiëntenvereniging. 30 november is de kick-off.
Met de gemeten hersensignalen kun je van alles doen. Verlamde personen kunnen computers of rolstoelen aansturen en met feedback zijn ADHD-patiënten te trainen. Maar er zijn ook toepassingen die niks met zieken te maken hebben. ’We kunnen nu in de eeg zien of iemand visuele aandacht heeft. Dat kan bijvoorbeeld bij de bagagecontrole op het vliegveld van pas komen. Daar moet iemand constant aan de lopende band aandachtig beelden inspecteren. Als die even aan zijn oma denkt, loopt de band gewoon door. Maar wanneer je zou meten dat hij zijn aandacht er niet bij heeft, zou je de band even kunnen stopzetten.‘ En wat te denken van toepassingen in computerspellen?
New age
Volgens Desain kun je de hersensignalen op verschillende manieren gebruiken. Niet alleen om er interessante informatie uit te destilleren, maar ook voor bijsturing. ’De stroom hoeft niet alleen van de hersenen naar de computer te lopen. Het kan ook andersom: de computer maakt een signaal en prikkelt de hersenen, bijvoorbeeld met elektrodes diep van binnen of een magneetspoel van buiten‘, vertelt Desain. ’Bijvoorbeeld bij Parkinson kun je daarmee de tremor, het trillen van de handen, erg goed onderdrukken. Maar we zijn ook bezig met epilepsieonderdrukking.‘
Test less, verify Moore
At the Bits&Chips Event 2023 on 12 October 2023, Phillipa Hopcroft from Crocotec and Ivo ter Horst from ASML will kick off with a keynote speech on transforming how lithography machine software is built. Make sure to keep an eye on the website for program updates and save the date!
Verder kunnen patiënten de metingen gebruiken om direct hun hersenactiviteit te trainen. ’Dan laten we hersenactiviteit aan de gebruiker zien en die leert dat dan aan te passen‘, legt Desain uit. ’Het lijkt bij ADHD en andere aandoeningen heel goed te werken, maar dat is nog niet goed onderzocht. Het is een beetje opgenomen door de newagebeweging met een hoop poeha eromheen. Wij willen dat echt gedegen gaan onderzoeken.‘ Maar er zijn wel hoopvolle studies. ’Onze partners hebben al resultaten geboekt met het gebruik van functionele MRI bij personen die stemmen horen. Zij hebben een overprikkelde auditieve cortex, en die maakt van ruis stemmen. Dat kun je leren onderdrukken. Dat is prachtig. Als je eenmaal dat trucje kent, heb je al die medicijnen niet meer nodig.‘
Om het zesjarige project een beetje behapbaar te maken, is het onderverdeeld in zeven thema‘s. Besturing voor gehandicapten moet het eenvoudig maken voor mensen met een aandoening om computers en andere apparatuur te bedienen. Dan is er een neurofeedbackthema en een deelproject voor neurostimulatie, dat zicht richt op het manipuleren van hersensignalen om aandoeningen tegen te gaan. Een ander onderwerp is toepassingen voor gezonde gebruikers. ’Dat zit meer in de consumentenhoek‘, zegt Desain. De resterende drie thema‘s richten zijn meer van ondersteunende aard. Dieronderzoek moet het fundamentele inzicht verschaffen in hersenfuncties. Dan is er een deelproject voor het verspreiden van de informatie naar de industrie en de gebruikers, bijvoorbeeld via het organiseren van conferenties. En als laatste is er de technologische infrastructuur. ’Daarbij moet je denken aan platforms om eeg‘s realtime te verwerken en eeg-versterkers. We hopen daar ook industriële standaarden in te kunnen maken. Voor hersendata bestaat dat nog niet zo. Je bent nu nog heel veel bezig met kastjes op elkaar aansluiten, wat eigenlijk niet nodig zou moeten zijn. Een van onze partners, TMSI uit Enschede, maakt eeg-versterkers voor neurofeedback. Die zijn erg geïnteresseerd in hoe je eeg-signalen verstuurt en of dat bijvoorbeeld ook over de telefoon kan.‘
Binnen elk van deze zeven thema‘s hebben de initiatiefnemers vier of vijf deelprojecten gedefinieerd. ’Die vormen allemaal een keten van theorie via prototype naar product. Daar zijn maar een paar partners bij betrokken, dus dan kun je samen aan de slag.‘
Desain hoopt dat Braingain als blijvende katalysator voor verdere innovatie zal werken. ’We zullen vast niet alles wat er uitkomt zelf in producten kunnen omzetten en misschien zijn er andere bedrijven en instellingen die met zaken door willen gaan. Dus hopelijk komt er een soort kring van vrienden van Braingain omheen.‘ Op den duur willen de initiatiefnemers ook Europees geld gaan aanboren.
Spannend
Waarom Braingain uitverkoren is voor een Smart Mix-subsidie durft Desain niet met zekerheid te zeggen. Maar hij denkt wel dat de onderzoeksresultaten precies rijp zijn om te oogsten. ’In Nederland is heel veel geïnvesteerd in onderzoek op het gebied van neurocognitie. Daar hebben we nu echt een wereldwijde naam in. Het is nu echt tijd om ervoor te zorgen dat de industrie daar ook baat van gaat krijgen. Je kunt in je lab laten zien dat het werkt, maar dan is het nog een heel traject voordat je een product op de plank hebt liggen. Die Smart Mix-subsidie is daar echt voor bedoeld.‘
Het kostte dan ook niet al te veel moeite om geïnteresseerden te vinden voor deelname. ’Ik heb destijds een memo uitgestuurd om samen iets te doen. Daar kwamen allerlei reacties op van partners, en die brachten zelf ook weer contacten mee. Op een paar plekken zijn we toen gaan zoeken naar bedrijven die een lege plek konden opvullen, maar anderen moesten we ook de deur wijzen.‘
De variatie in de samenstelling van het consortium zal zeker een rol hebben gespeeld bij de toekenning van de subsidie. ’Grote bedrijven als Philips en Siemens zitten erbij. Philips doet vooral de neurostimulatiekant en Siemens richt zich op de scanners. Maar we hebben ook heel kleine bedrijfjes van een paar man. En we hebben de patiëntenverenigingen erbij, om mee te helpen met de vraagsturing. Die kunnen heel goed zeggen wat er belangrijk is. Daar kwam laatst al een mooi voorbeeld uit. Academici waren hard aan het denken over hoe ze epilepsie konden onderdrukken. Dat is iets ontzettend moeilijks. Toen zei de patiëntenvereniging dat ze al erg blij zouden zijn als ze een kastje zouden krijgen dat vijf minuten voor een aanval een signaal afgeeft, zodat de drager hulp of een veilige plek kan opzoeken.‘
Voor de partners zal het wel wennen zijn, verwacht Desain. ’We hebben een aantal uitstekende academische afdelingen, maar die zijn nog niet zo gewend om dit soort onderzoek te vertalen naar toepassingen en producten. Dat proces is voor ons ook spannend.‘ Hoe ze elkaar precies gaan vinden, is nog niet helemaal duidelijk. ’Je kunt dat op verschillende manieren doen, bijvoorbeeld mensen bij elkaar detacheren of ze samen om de tafel zetten. Het zal ook neerkomen op het overdragen van prototypes.‘
Wat ook hielp bij de aanvraag, is het maatschappelijke belang, zo denkt Desain. Als neurofeedback daadwerkelijk psychofarmaca kan vervangen, betekent dat grote winst, want die hebben altijd bijwerkingen. En het behandelen van hersenziektes wordt steeds relevanter in verband met de vergrijzing. ’De beoordelingscommissie bestaat voornamelijk uit wat oudere mensen en die zagen de link met computerspellen niet helemaal zitten. Maar gaming stuwt heel veel ontwikkelingen in de IT. Als je die link voor elkaar kunt krijgen, wordt het een stuk goedkoper, en dat is weer gunstig voor patiënten. Maar ook als je een kind een paar uur per dag aan de neurofeedback wilt krijgen, dan moet je ervoor zorgen dat het leuk is.‘
Desain gaat zelf aan de slag met het meten van aandacht. ’Heel veel hersen-computerinterfaces werken met beweging die iemand zich voorstelt, maar selectieve aandacht is ook een logische manier. We zijn er heel goed in om bijvoorbeeld bij een feestje in te zoomen op het geluid van degene met wie je praat. Dat kun je mooi voor besturing gebruiken. Je legt je vingers op een plaatje dat ze aantrilt en je richt je aandacht op een van die vingers. Door dat te meten, kun je bijna typen zonder je te bewegen.‘ Voor verlamde personen zou dat ideaal zijn. Maar er zitten natuurlijk wel haken en ogen aan. ’Als iemand zijn rolstoel ermee bestuurt, wil je niet dat die ineens wegschiet als een toeter zijn aandacht afleidt.‘