In een uitgebreide persconferentie maakte Facebook vorige maand zijn plannen bekend om een eigen breinscanner te ontwikkelen. Building 8, een geheimzinnige onderzoekstak van het sociale netwerk, werkt aan een manier om hersensignalen door de schedel op te vangen. Doel is om mensen honderd woorden per minuut te laten typen, enkel met hun gedachten.

Een week later maakte Elon Musk, directeur van automaker Tesla en ruimtevaartbedrijf SpaceX, zijn bedrijf Neuralink wereldkundig. Hij wil nog een stap verder gaan: in een artikel van bijna 40.000 woorden op de site Waitbutwhy liet hij uiteenzetten hoe Neuralink technologie wil ontwikkelen die zich onder onze schedel in de hersenen nestelt.

Daar moet hersenactiviteit niet alleen nauwkeurig worden gemeten, maar kunnen de hersenen ook worden gestimuleerd. Musk wil hersenen in direct contact met computers of met de hersenen van andere mensen brengen. Op die manier zouden mensen bijvoorbeeld via gedachten kunnen communiceren. Een zeer ambitieus en futuristisch plan, maar Musk zal nog een lange weg vol hindernissen moeten afleggen, zeggen experts.

Neurowetenschappers werken al langer aan zogenoemde brain-computer-interfaces (BCI), machines die onze hersenen aan computers kunnen koppelen. Deze worden vaak gericht op mensen met schade aan hun hersenen of aan andere lichamelijke functies.

Zo kunnen dove mensen een cochleair implantaat krijgen, dat geluid omzet in elektrische pulsen die direct op de gehoorzenuw worden aangebracht. Vooral als zo'n implantaat bij jonge kinderen wordt aangebracht, wanneer hun spraak- en taalvaardigheden zich nog snel ontwikkelen, werkt dat goed.

Nick Ramsey, hoogleraar neurochirurgie aan het UMC Utrecht, ontwikkelde als eerste ter wereld een BCI voor een patiënt die is verlamd door de neurologische ziekte ALS.

Sinds vier elektrodes in haar brein werden geïmplanteerd, kan zij nu een speciale computer besturen. Hoewel ze haar handspieren niet meer kan aanspannen, wordt de bijbehorende breinactiviteit nog wel gegenereerd. De elektrodes meten dat, en kunnen zo een 'klik' vastleggen.

Dat is een langzaam proces. Op het scherm van de computer worden om de beurt letters geselecteerd. Als de juiste letter geselecteerd is, spant de patiënt haar handspieren aan en wordt de letter ingetoetst. Zo kan zij twee letters per minuut typen.

Voor iemand die eerder helemaal niet kon communiceren is dat een enorme vooruitgang, maar Ramsey erkent dat de methode eigenlijk nog primitief is. Hij hoopt uiteindelijk vijftig tot honderd elektrodes in te zetten om spierbewegingen van de mond te meten, en zo spraak te kunnen decoderen.

"Dat is heel ambitieus, want praten gaat vreselijk snel en je hebt allerlei verschillende spierbewegingen", zegt hij. Ramsey denkt nog vijftien jaar nodig te hebben voordat hij een werkende versie in een patiënt kan aanbrengen.

Ondertussen zei Facebook vorige maand dat het bedrijf al "over een paar jaar" een methode wil hebben waarmee het mogelijk is om honderd woorden per minuut te typen, enkel door aan woorden en zinnen te denken. Het bedrijf wil dat ook nog eens non-invasief doen, dus zonder dat er chirurgie nodig is.

Tijdens een persconferentie gaf Facebook weinig details over zijn technologie. Maar in een interview met Scientific American zegt Mark Chivalet, onderzoeker bij het bedrijf, dat wordt gewerkt aan een nieuwe vorm van een techniek die fNIRS wordt genoemd. Daarbij wordt 'nabij-infrarood' licht op de schedel geschenen en gemeten hoe dat licht terugkaatst.

"De resolutie daarvan is heel erg laag", zegt hersenonderzoeker Lukas Snoek van de Universiteit van Amsterdam. Volgens hem is een veel hogere datakwaliteit nodig om woorden te kunnen ontcijferen uit hersenactiviteit.

Facebook zegt te werken aan een kwaliteitsverbetering, maar het is onduidelijk hoe ver het bedrijf kan komen. "Je hebt echt een hele goede resolutie nodig en voldoende data", denkt Snoek. Met slimme algoritmes kunnen die gegevens vervolgens worden omgezet naar letters, woorden en zinnen, denkt hij.

Ramsey is een stuk sceptischer. Volgens hem kunnen zulke gedetailleerde gegevens alleen onder de schedel worden gemeten. "Het is als het verschil tussen vanuit een vliegtuig naar een stad kijken en vanaf de maan naar een stad kijken", zegt hij. Het zou al een hele prestatie zijn als Facebook over tien jaar één woord per minuut kan aflezen, denkt de hoogleraar.

De neurowetenschappers die NU.nl sprak waren optimistischer over de plannen van Musk. Deels lijkt dat te maken te hebben met de reputatie van de ondernemer, die bekend staat als briljant uitvinder en die gold als inspiratie voor de filmversie van Iron Man.

Ook is de tijdlijn van Neuralink iets bescheidener. Musk wil over vier jaar een prototype van zijn BCI testen in mensen met hersenletsel. Hij hoopt dat mensen zonder hersenschade over acht à tien jaar een BCI kunnen laten inbrengen, al is nog onduidelijk op welke manier en wat zo'n apparaat dan zal kunnen.

Toch lijkt ook dat moeilijk haalbaar. Zelfs als je al een werkend prototype hebt, duurt het vijf tot tien jaar om de veiligheid daarvan te bewijzen. Dan pas mag een praktijktest beginnen, zegt Ramsey. "Het grote probleem is dat je moet weten dat je mensen op de lange termijn niet schaadt." Een breinimplantaat kan doorgaans immers niet meer worden verwijderd.

En de uitdagingen houden niet op bij het aanbrengen van meetapparatuur in of op de hersenen. Zoals Francesco Battaglia, neurowetenschapper aan de Radboud Universiteit Nijmegen, het zegt: "Als je de activiteit van elke neuron in het brein kon meten, zouden we nog steeds niet weten hoe het werkt."

Voor zijn eigen onderzoek meet Battaglia de hersenactiviteit van slapende ratten en muizen, en probeert hij die activiteit door middel van hersenstimulatie te beïnvloeden. Zo kan het gedrag van de knaagdieren worden veranderd.

Er blijft echter nog veel onduidelijk over de werking van rattenhersenen, en bij mensen is het orgaan nog vele malen complexer. Als twee mensen allebei aan hetzelfde concept of dezelfde emotie denken, kunnen er toch nog grote verschillen zijn in hun hersenactiviteit. Om brein-naar-brein-communicatie in de toekomst mogelijk te maken, zal dus nog een flinke vertaalslag moeten worden gemaakt.

En dan moet natuurlijk nog de vraag worden gesteld: willen we wel dat een technologiebedrijf een gadget in onze hersenen installeert? Zowel Facebook als Neuralink denken dat communicatie hierdoor efficiënter kan worden gemaakt en dat taalbarrières kunnen worden overwonnen.

Musk denkt zelfs dat het verbeteren van ons brein met computers ervoor kan zorgen dat mensen niet het onderspit delven als superslimme kunstmatige intelligenties dreigen de wereld te veroveren.

Volgens hem zijn BCI's dus een mogelijke uitweg uit een dystopische toekomst, maar breincomputers zelf brengen ook behoorlijk wat dystopische associaties met zich mee. "Dit zijn technologieën die kunnen worden gebruikt voor heel negatieve doeleinden, zelfs om onze gedachten te beheersen", zegt Battaglia. "Maar het kan ons ook helpen."

Snoek: "Als je iemands hersenen direct kan meten met een klein computertje, dan betekent het dat iemand die die computer hackt bij al jouw privédata kan. Wat je denkt en ervaart. Dat is wel heel tricky."

Tijdens de perspresentatie van Facebook zei Regina Dugan, hoofdonderzoeker bij het sociale netwerk, dat het aflezen van privégedachten geen doel is. "Zie het zo: je maakt veel foto's, en je kiest ervoor om sommigen te delen. Zo heb je ook veel gedachten, en kies je ervoor om sommigen te delen."

Hoe dat onderscheid precies zal worden gewaarborgd is nog onduidelijk. Gelukkig lijkt het erop dat we ons daar voorlopig nog geen zorgen over hoeven te maken.

Lees meer achtergrondverhalen in NUweekend