In de race naar het beter begrijpen van onze hersenen zet het Leuvense onderzoeksinstituut Imec een belangrijke stap. Een nieuw soort draadloze microchips moet eindelijk inzicht geven in ziektes als parkinson, alzheimer of depressies. 'We kloppen Elon Musk op drie fronten.'
Hoe ons brein werkt, is grotendeels terra incognita voor de wetenschap. Maar sinds enkele jaren wordt fors geïnvesteerd in breintech, technologie waarmee we de activiteit van de hersenen beter in kaart kunnen brengen. Onder meer miljardair Elon Musk, de visionaire ondernemer achter Tesla (elektrische wagens, batterijen) en SpaceX (ruimtevaart), sprong op de kar met zijn bedrijf Neuralink.
Een beter begrip van de hersenen is de heilige graal om oprukkende hersenziektes als alzheimer en parkinson, maar ook depressies en verslavingsdrang of burn-outs aan te pakken. 'We weten dat al die aandoeningen een signatuur achterlaten in het brein. Ze hebben te maken met een overactiviteit op een bepaalde plaats, of een tekort aan neurale verbindingen. Als we dat in kaart kunnen brengen, kunnen we beter ingrijpen met bepaalde stimulatie of medicatie', zegt Kathleen Philips, de directeur van Imec in Eindhoven, de Nederlandse divisie waar dit onderzoek gebeurt.
Alleen, voor dat begrip is zeer complexe technologie nodig. 'De hersenen zijn veel ingewikkelder om te doorgronden dan bijvoorbeeld de werking van het hart', zegt Philips. 'Er is enorm veel rekenkracht voor nodig om alle informatie te capteren.'
Ontsteking
Het onderzoek botst vaak op limieten. Om de hersenen te monitoren wordt gewerkt met implantaten die via een draad verbonden zijn aan een computer. 'Maar die zijn zeer ingrijpend om in te brengen. Er is het risico op ontstekingen bijvoorbeeld en je kan mensen moeilijk volgen in 'hun normale doen', omdat je met die bedrading zit.’
Om echt diepgaand onderzoek te doen zijn draadloze systemen nodig. 'De techniciteit die daarvoor nodig is, is enorm', legt Philips uit. 'Je hebt superkleine maar superkrachtige instrumenten nodig, met microscopische batterijen en een laag vermogen, omdat je ze moet inplanten in het lichaam.’
Dat je je brein met je smartphone verbindt, zo ver zijn we nog lang niet. Het zal voor de wetenschap al een grote stap zijn te begrijpen wat er precies gebeurt. Daar focussen we op.
Neuralink pakte enkele maanden geleden uit met zo'n technologie. Nu kondigt Imec aan dat zijn 43-jarige onderzoeker Yao-Hong Liu voor zijn project Intranet of Neurons (IoN) een beurs van 2 miljoen euro heeft gekregen van de Europese Onderzoeksraad (ERC). Die beurzen worden traditioneel toegekend aan baanbrekend onderzoek dat potentieel een belangrijke stempel kan drukken op de toekomstige Europese industrie.
'Ik was al een paar weken aan het wachten op het nieuws', reageert Liu aan de telefoon vanuit Eindhoven. 'Ik had al een notificatiesysteem ingesteld zodat ik bij elk nieuw bericht van de ERC een melding kreeg op mijn telefoon en smartphone. Uiteindelijk heb ik de e-mail toch eerst gezien', lacht hij.
Piano spelen
'We willen met dit onderzoek op drie fronten de grenzen verleggen', legt hij uit. 'Een: voor het systeem van Neuralink moet je een groot gat maken in de schedel. Onze microchips zijn maar 5 vierkante millimeter groot en zijn veel makkelijker in te brengen.'
'Twee: Neuralink verwerkt 1 à 2 megabit per seconde, wij gaan naar 500 megabit. Die honderden heb je nodig om echt te lezen wat in de hersenen gebeurt. Om een idee te geven: het is het verschil tussen een verlamd iemand een kunstarm laten bedienen om een kopje op te heffen en die piano laten spelen.'
'Drie: het systeem van Neuralink zit op één plek, wij werken met een netwerk van 10 à 16 punten, zodat we alle delen van de hersenen kunnen beslaan.'
Liu haalde een doctoraat in Taiwan en specialiseerde zich in energie-efficiënte, draadloze communicatiesystemen. 'Eerst in gsm's, maar ik vond dit soort toepassingen, die veel dichter op de mens zitten, veel boeiender. Denk aan wearables of implantaten. Daarom ben ik in 2010 naar Imec gekomen.'
Behandeling
Voor dit project werkt hij samen met de Amerikaanse Stanford-universiteit. 'Over drie à vijf jaar willen we neurowetenschappers hiermee echte tests laten doen.' In eerste instantie zal dat onderzoek gericht zijn op diagnose en begrijpen, maar in tweede instantie kunnen de chips ook ingezet worden bij behandelingen, bijvoorbeeld door bepaalde delen van de hersenen te stimuleren of te desactiveren.
Over de superconnectie tussen mens en machine waar Musk met zijn Neuralink van droomt, willen Liu en Philips het niet hebben. 'Dat je je brein met je smartphone verbindt, zo ver zijn we nog lang niet. Het zal voor de wetenschap al een grote stap zijn te begrijpen wat er precies gebeurt. Daar focussen we op.'
0 件のコメント:
コメントを投稿