Casey Harrell heeft al bijna drie jaar een set elektroden in zijn hersenen ingebed, wat ongeveer dezelfde tijd is die de meesten van ons hebben besteed aan het proberen te herinneren waar we onze sleutels hebben gelaten. Harrell, die amyotrofische laterale sclerose (ALS) heeft en verlamd is, gebruikte zijn brein-computerinterface (BCI) voor het eerst om zinnen te 'spreken' met de hulp van een onderzoeksteam in 2023.
Sindsdien heeft Harrell duizenden uren gebruik opgebouwd, waarmee hij de tech-equivalent is van die vriend die op de een of andere manier 10.000 uur in een videospel heeft dat vorige week uitkwam. Hij kan het apparaat grotendeels zelfstandig gebruiken, nadat hij is 'ingestoken' met de hulp van een verzorger. Zijn team heeft nieuwe functies toegevoegd, en Harrell gebruikt het ook om op het web te surfen en zijn werk te doen - want zelfs met elektroden in je hersenen kun je nog steeds niet aan e-mail ontsnappen.
'Leven met een ziekte als ALS, je wordt geacht verminderde dromen te hebben. Dat heb ik niet,' vertelt Harrell aan MIT Technology Review. 'Elk van deze dingen zou een absolute godsgeschenk van verbetering zijn. Om ze allemaal te hebben, en nog veel, veel meer, is werkelijk revolutionair.'
Binnen de eerste 22,6 maanden nadat het apparaat was geïmplanteerd, had Harrell het meer dan 3.800 uur thuis gebruikt zonder dat er onderzoekers aanwezig waren, rapporteerde het team vandaag in het tijdschrift Nature Medicine. 'Hij is de eerste krachtgebruiker van een spraak-BCI,' zegt teamlid Sergey Stavisky, een neuro-ingenieur aan de Universiteit van Californië, Davis. Eindelijk iemand die eerlijk kan zeggen dat hij de hele dag aan een computer vastzit.
Drie jaar geleden vertrouwde Harrell David Brandman, een universitair hoofddocent neurochirurgie aan de Universiteit van Californië, Davis, en zijn collega's zijn hersenen toe. Harrell, die toen 45 was, was al gediagnosticeerd met ALS, een degeneratieve ziekte die mensen het gebruik van hun spieren ontneemt.
Harrell was afhankelijk van anderen om zijn rolstoel te besturen en hem aan te kleden en te voeden. Hij had moeite met spreken; mensen begrepen niet wat hij zei. Toen vroegen Brandman en zijn collega's of hij een hersenimplantaat wilde uitproberen dat hem zou kunnen helpen communiceren. 'De industrie stond op het punt van een transformatie, en ik wilde er deel van uitmaken,' zegt Harrell. Hij meldde zich aan.
In juli 2023, tijdens een operatie van vijf uur, implanteerden artsen vier arrays van elk 64 elektroden in zijn hersenen. Elk paar arrays was verbonden met een 'voetstuk'-aansluitpunt - waardoor twee dockinglocaties aan de buitenkant van zijn schedel ontstonden om de elektroden met een computer te verbinden. Het is alsof je een USB-poort op je hoofd hebt, alleen met aanzienlijk hogere inzet.
Het team had lang gewerkt aan het ontwikkelen van algoritmen om hersenactiviteit naar spraak te decoderen. Hun systeem werkt door activiteit van de spraakmotorische cortex op te nemen - een deel van de hersenen dat verantwoordelijk is voor de bewegingen die ons in staat stellen te spreken.
'Er zijn 39 fonemen die alle klanken in de [Amerikaanse] Engelse taal vormen,' zegt Nicholas Card, een neuro-ingenieur aan UC Davis en lid van het team. Het in kaart brengen van neurale activiteit gerelateerd aan het produceren van elk van die fonemen stelt het team in staat een gepersonaliseerde spraakdecoder en software te maken die die woorden kan 'spreken'. 'We gaan eerst van hersengegevens naar fonemen, en dan van fonemen naar woorden,' zegt hij.
Ze begonnen het apparaat ongeveer een maand na de operatie te gebruiken. Het team kreeg de spraakdecoder van Harrell op de eerste dag aan de praat, zegt Card. Op die dag in augustus gebruikte Harrell het apparaat om te spreken met een woordenschat van 50 woorden, en 99,6% van de woorden was zoals hij bedoelde. Die woordenschat werd later uitgebreid naar 125.000 woorden met 97,5% nauwkeurigheid. Wat betekent dat hij nu ongeveer dezelfde woordenschat heeft als een matig belezen tiener, maar met veel betere interpunctie.
Op dat moment was het onduidelijk hoe lang het apparaat mee zou gaan. Brein-computerinterfaces zijn nog nieuw - niet veel mensen hebben ze voor lange periodes geïmplanteerd. Littekenweefsel kan zich rond elektroden in iemands hersenen vormen, wat hun vermogen om neurale activiteit op te vangen kan verstoren, bijvoorbeeld. Maar dat