Voor ruim de helft een jaar lang leiden zes mensen hun leven met sensoren geïmplanteerd in bloedvaten in hun hersenen waarmee ze rechtstreeks met hun computer systems kunnen communiceren. De deelnemers, die allemaal ernstig verlamd zijn, nemen deel aan een onderzoek dat hun leven zou kunnen veranderen en een keerpunt zou kunnen betekenen in de brain-computer interface (BCI)-technologie. In 2024 zullen ze ontdekken of de technologie de weg naar de kliniek zal blijven volgen.

Tot nu,
slechts ongeveer 50 mensen hebben ooit BCI’s in hun hersenen geïmplanteerd gekregen. En slechts een handjevol van deze mensen heeft het laboratorium kunnen verlaten om ze in de echte wereld te gebruiken, aangezien bij de meeste BCI-implantaten draden die uit het hoofd steken. De nieuwe studie is de grootste proef op mensen met een volledig implanteerbaar BCI-systeem voor thuis.

En nee, de maker van dit apparaat is niet die van Elon Musk
Neuralink. Het is een bedrijf genaamd Synchroniserenen het leidt stilletjes de race om een ​​BCI-implantaat op de markt te brengen.

Synchron’s Stentrode wordt by way of de halsader ingebracht en by way of een slangetje naar een bloedvat over de motorische cortex geleid. Synchroniseren

“Synchron is de allereerste die het idea van BCI (implantaten) op een zinvolle manier commercialiseert, en ze maken de weg vrij voor het hele veld”, zegt Nick Ramsey, een klinisch neurowetenschapper aan het Universitair Medisch Centrum Utrecht, in Nederland, die niet betrokken is bij de ontwikkeling van het apparaat van Synchron. Het zou heel goed een tijdje op de markt kunnen zijn voordat er (andere) apparaten ermee concurreren, zegt hij.

Als het systeem van Synchron werkt, zal het een communicatiemethode van onschatbare waarde bieden voor mensen met ernstige verlammingen. Veel potentiële gebruikers lijden aan hersenstamberoertes of degeneratieve ziekten waardoor ze ‘opgesloten’ zijn: zich bewust van hun omgeving, maar zonder enige andere manier om te communiceren dan met hun ogen te knipperen. Met een BCI-implantaat kunnen ze basiscomputertaken uitvoeren, zoals het verzenden van berichten en toegang krijgen tot digitale gezondheidszorgdiensten, zonder ook maar één spier te bewegen.

Synchron implanteerde zijn apparaat voor het eerst bij vier mensen in Australië. Vervolgens verplaatste het bedrijf zijn activiteiten naar Brooklyn, New York, en nu bevindt het zich midden in een Amerikaanse vestiging haalbaarheidsstudie waarbij nog zes mensen betrokken waren. Het bedrijf verwacht in juni zijn gegevens ter beoordeling aan de Amerikaanse Meals and Drug Administration te kunnen voorleggen. Als de resultaten goed zijn, zal het bedrijf de goedkeuring van het bureau vragen om verder te gaan met een groter onderzoek dat zal bepalen of deze BCI wordt goedgekeurd voor klinisch gebruik.

De Stentrode pikt neurale signalen op vanuit een bloedvat op het hersenoppervlak. Synchroniseren

Eén groot voordeel van het Synchron-apparaat: er is geen open hersenoperatie voor nodig. In plaats daarvan wordt het afgeleverd als een stent. Een array van 16 elektroden, met een draad erachter, wordt in de halsader in de nek ingebracht en door een bloedvat in de buurt van de motorische cortex van de hersenen geleid. Wanneer het zijn bestemming bereikt, springt het uit in een buisvormig skelet dat tegen de binnenwand van het bloedvat previous. Daar registreert de Stentrode de elektrische activiteit afkomstig van nabijgelegen hersenweefsel. De Stentrode is by way of de kabel verbonden met een kleine ontvanger-zender in de borstkas, die draadloos gegevens naar een extern digitaal apparaat verzendt.

Om met een pc te communiceren, denkt een gebruiker van het systeem van Synchron na over een specifieke motorische beweging, zoals het bewegen van zijn of haar been. Hoewel de gebruiker zich fysiek niet kan bewegen, genereren deze gedachten elektrische activiteit in de motorische cortex die vrij eenvoudig te detecteren is. Het externe apparaat vertaalt die gegevens vervolgens in een eenvoudig computercommando.

Een patiënt met het hersenimplantaat van Synchron gebruikt haar gedachten om door een iPhone-menu te navigeren. Synchroniseren

De enige computeropdrachten die het systeem van Synchron momenteel kan genereren zijn klikken en een scrollfunctie. Het klikcommando kan worden gebruikt in combinatie met speciale ondersteunende software program die langzaam door webpagina’s bladert en verschillende interessegebieden benadrukt waarop de gebruiker kan klikken. Synchron is beperkt tot deze twee commando’s vanwege de kwaliteit van de hersensignalen die vanuit een bloedvat kunnen worden gedetecteerd. “We registreren signalen op populatieniveau van neuronen, en niet op het niveau van individuele eenheden”, zegt
Tom OxleyCEO van Synchron.

Deze opzet is aanzienlijk minder geavanceerd dan de BCI’s afkomstig van andere bedrijven en academische groepen. “Het huidige onderzoek is gericht op het opvangen van meer signalen uit een groter deel van de cortex, zodat je complexere bewegingen of spraak kunt decoderen”, zegt Ramsey, die wordt gecrediteerd voor het testen van de zeer eerste implanteerbare BCI bij een mens in 2016. “Om spraak te decoderen heb je minstens 100 elektroden nodig.”

De concurrenten van Synchron zijn onder meer die van Elon Musk Neuralink en rivaal
Precisie neurowetenschappen. De BCI van Neuralink beschikt over 1.024 elektroden verdeeld over 64 ultradunne draden, die chirurgisch moeten worden geïmplanteerd door een aangepaste robotic. Het bedrijf heeft heb het getest op dieren en zei in mei 2023 dat het groen licht had gekregen van de FDA om het op mensen te testen, nadat het bureau aanvankelijk afgewezen de aanvraag.

De BCI van Precision Neuroscience beschikt over 1.024 elektroden op een flexibele movie van één vierkante centimeter. In 2023 het bedrijf
pilotstudies uitgevoerd bij mensen waarbij de movie tijdelijk op het hersenoppervlak werd geplaatst terwijl mensen een niet-gerelateerde tumoroperatie ondergingen.

Maar de complexiteit van deze apparaten en hun implantatieprocedures kunnen jaren van klinische assessments met zich meebrengen, terwijl Synchron snel richting goedkeuring door de regelgevende instanties gaat. “We maken gebruik van de eenvoud van ons systeem”, zegt Oxley van Synchron. De hersensignalen die motorische bewegingen vertegenwoordigen zijn bij ieder mens voorspelbaar en vergelijkbaar, zegt hij, zodat de patronen onmiddellijk kunnen worden gedecodeerd; de gebruiker hoeft geen weken of maanden een deep learning-algoritme te trainen om de unieke hersenpatronen van de persoon te herkennen. “Ons apparaat werkt vanaf de eerste dag”, zegt hij.