- Een team van het MIT gebruikt subvocalisatie waarmee je met je gedachten kunt spreken
- Het onderzoek werd in de eerste instantie gedreven door nieuwsgierigheid
- Kapur’s team ontwikkelt een wearable die je gedachten kan lezen (door je kaak!)
- De potentiële toepassingen voor deze techniek zijn enorm opwindend
In de neurowetenschap werken onderzoekers al tientallen jaren met hersencomputerinterfaces (BCI’s). De Duitse psychiater en neurowetenschapper Hans Berger was de ontdekker van de type-alfa-hersengolven en de eerste persoon die in 1924 een elektro-encefalogram (EEG) van een menselijk brein maakte. Sinds die tijd hebben wetenschappers geprobeerd om de taal van de hersenen te leren en gedachten direct te ‘lezen’. Hoewel sommige BCI’s invasief zijn en afhankelijk van sensoren die in de hersenen zijn geïmplanteerd, worden bij nieuwe veelbelovende technieken steeds vaker niet-invasieve technieken gebruikt. Deze BCI’s gebruiken meestal ofwel kleine sensoren die op het hoofd worden gedragen om hersenactiviteit te meten, of een speciale vorm van magnetische resonantie beeldvorming, een fMRI, waarop je de actieve, real-time bloedstroom in de hersenen kunt zien.
Met nieuwe geavanceerde systemen kunnen wetenschappers nu hersenactiviteit detecteren en deze signalen vertalen naar communicatie en controle. Dat is een fantastische en hoopgevende ontwikkeling, met name voor mensen die niet meer in staat zijn te bewegen of te praten. Dit betekent namelijk dat we straks direct met onze gedachten kunnen communiceren.
Een team van het MIT gebruikt subvocalisatie waarmee je met je gedachten kunt spreken
Als je tijdens het lezen elk woord in je gedachten hardop ‘uitspreekt’, weet je precies wat subvocalisatie is. Het helpt ons de woorden die we zien beter te begrijpen, hoewel het wel ook de leessnelheid aanzienlijk vertraagt. Wanneer je dit doet, ‘spreken’ je hersenen in zekere zin zonder geluid, en je lichaam weet dat. Het is een coole truc: je hersenen denken een woord en sturen een signaal naar de spieren van je gezicht, ook al bewegen deze niet. En nu heeft een team van onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology een systeem ontwikkeld dat deze stille gedachten kan lezen en omzetten in spraak.
Het onderzoek werd in de eerste instantie gedreven door nieuwsgierigheid
Arnav Kapur, de hoofdauteur van het project van MIT’s Media Lab, legt uit dat er een aantal mogelijke toepassingen waren die hen aan het denken zetten over de techniek. Aan de ene kant was er nieuwsgierigheid: zouden ze een systeem kunnen ontwikkelen waarmee je tijdens een face-to-face gesprek met iemand ook ongemerkt je mobiel kunt bedienen? Kapur zegt: “Op dit moment is het gebruik van een mobiel zeer storend. Als ik iets wil opzoeken dat relevant is voor een gesprek dat ik op dat moment heb, moet ik mijn telefoon pakken, het wachtwoord intypen, een app openen en een zoekwoord intypen. Dat betekent dat ik mijn aandacht niet meer bij mijn omgeving heb en de mensen met wie ik in gesprek ben”.
Maar ze zagen ook serieuze, levensveranderende mogelijkheden. Denk bijvoorbeeld aan de onlangs overleden Stephen Hawking, die aan het eind van zijn leven niet meer in staat was om met zijn mond te spreken of zijn lichaam te bewegen. Hawking gebruikte daarvoor een computer, maar het was een langzaam en moeizaam proces dat voor een gewoon gesprek verre van praktisch was. En stel je eens voor hoe moeilijk het voor hem geweest moet zijn om de dingen te doen die wij vanzelfsprekend vinden, zoals je e-mail checken of een film kiezen op Netflix. Kapur en zijn team vroegen zich af of ze een manier konden vinden om mensen als Hawking te helpen. Er zijn bovendien talloze andere situaties waarin ‘stille communicatie’ cruciaal is. Denk bijvoorbeeld aan rumoerige omgevingen waar van alles gaande is en waarin heldere communicatie belangrijk is – zoals drukke fabrieken, een noodsituatie of grondpersoneel op luchthavens.
Kapur’s team ontwikkelt een wearable die je gedachten kan lezen (door je kaak!)
Het team van Kapur heeft nu een headset ontwikkeld met de naam AlterEgo, waarmee de minuscule elektrische impulsen gemeten worden die de hersenen naar je kaakspieren sturen als je aan een woord denkt. Het team heeft de sensoren in de wearable – die langs je kaak en lip zit – getraind om een kleine woordenschat te herkennen en het systeem heeft aangetoond dat het hiermee al een indrukwekkende hoeveelheid taken kan uitvoeren. Larry Hardesty schrijft voor MIT News: ”De onderzoekers begonnen met het verzamelen van gegevens over een paar computationele taken met beperkte vocabulaires van ongeveer 20 woorden. Een daarvan was rekenkundig, waarbij de proefpersoon optel- of vermenigvuldigingsproblemen moest subvoceren of ‘hardop’ denken. Tijdens een andere taak gebruikten proefpersonen het systeem om bewegingen van tegenstanders in een schaakspel stil te melden en net zo stil computergestuurde reacties te ontvangen”. Het systeem bleek een gemiddelde transcriptie-nauwkeurigheid te hebben van ongeveer 92 procent!
Kapur is vrij bescheiden over deze indrukwekkende prestatie. “We zijn bezig met het verzamelen van data, en de resultaten zijn redelijk goed… Ik denk dat we op een dag wel een volledig gesprek kunnen voeren”, zegt hij.
De potentiële toepassingen voor deze techniek zijn enorm opwindend
Maar Thad Starner, een professor aan de School of Interactive Computing aan het Georgia Institute of Technology, zegt: “Ik denk dat ze veel te bescheiden zijn over de resultaten van hun werk. Want denk bijvoorbeeld eens aan de mogelijkheden voor de vliegtuigcontrole op de luchthaven van Hartsfield hier in Atlanta”. In rumoerige omgevingen kan ‘stille communicatie’ tussen teamleden die headsets dragen letterlijk levensreddend zijn. “Je hebt overal storingsgeluiden om je heen, je draagt deze grote gehoorbeschermende dingen – zou het niet geweldig zijn om met je stem te communiceren in een omgeving waar je dat normaal niet zou kunnen? Denk bijvoorbeeld aan de cockpit van een vliegdekschip, of zelfs op plaatsen met veel machines, zoals een elektriciteitscentrale of een drukpers”, legt Starner uit. In deze context zou Kapur’s innovatie inderdaad revolutionair kunnen zijn.
Hieronder kun je zien hoe het systeem van Kapur iemand met beperkte bewegingsmogelijkheden bijvoorbeeld meer vrijheid zou kunnen geven:
Wat Kapur en zijn team hebben bereikt is wonderbaarlijk. Voor mensen die moeite hebben met communicatie, bijvoorbeeld als gevolg van ziekte of letsel, of voor mensen die werken in een gevaarlijke, lawaaierige omgeving, is dit levensveranderende technologie.
