Kijken zonder ogen

Wat er voor doven al een tijdje is, wordt ooit misschien ook ontwikkeld voor blinden: een apparaat dat de functie van het verloren zintuig overneemt en direct met het zenuwstelsel ‘praat’.
Oogjes

De primaire visuele cortex, waarop de onderzoekers zich richten, ligt aan de achterkant van het hoofd. Kun je zien zonder ogen, met alleen je hersenen? In zekere zin wel. Elektrische stimulatie op de juiste plaats in de visuele cortex, het stuk hersenschors waar beelden worden verwerkt, kan een proefpersoon gekleurde sterretjes laten zien. Zelfs jaren nadat het licht in z’n ogen definitief uit is gegaan.

Ooit is dit fenomeen te gebruiken om blinden de wereld via camera’s te laten aanschouwen, hopen Peter Schiller en zijn collega’s van de afdeling Brein- en cognitiewetenschappen aan het MIT in Cambridge (VS). Het idee ligt voor de hand, maar het is ook meteen duidelijk dat dit niet simpel kan zijn. Je moet immers op talloze plaatsen contact maken met de hersenschors, en daar dan precies die signalen doorgeven die samen het beeld vormen dat een camera opvangt.

Proeven met mensen zijn lastig, gevaarlijk en tijdrovend. De groep van Schiller gebruikt daarom liever apen voor het onderzoek. Waarbij uiteraard wel direct een extra probleem in het oog springt: dieren kunnen niet praten en dus ook niet zeggen wat ze precies zien. In een artikel in Proceedings of the National Academy of Sciences presenteren de onderzoekers een aanpak die dat probleem moet omzeilen.

Hun twee proefaapjes (van welke soort wordt in het artikel niet vermeld) zijn getraind om steeds twee objecten op een computerscherm te vergelijken en dan hun blik te richten op het ding dat het grootst is óf het scherpst afsteekt tegen de achtergrond.
Aap beeldt horen, zien en zwijgen uit

Ze doen dat heel consequent. Door nu geduldig steeds een ander plek in de visuele cortex te prikkelen, terwijl de aapjes naar een beeldscherm kijken, konden de onderzoekers langzaam in kaart brengen welk beeld iedere prikkeling teweegbracht. Op het beeldscherm verscheen steeds een echte vlek, en prikkeling van de apenhersenen toverde daar een tweede vlek bij. Keek de aap naar de vlek die alleen in z’n hersenen bestond, dan was die blijkbaar helder genoeg om gezien te worden. Richtte hij z’n blik op de echte vlek, dan niet. Zo maakten ze een driedimensionale kaart van de visuele hersenschors van de twee aapjes: welke plek in de hersenschors komt overeen met welke plaats in het blikveld van de aap, en hoe fel is het beeld dan. Vergeleken met echt zien natuurlijk heel primitief, maar het is een begin.

Implantaat

En ze willen verder gaan, schrijven Schiller en co. De stimulatie verloopt via een implantaat met 256 elektroden, en die elektroden kunnen ook de spontane hersenactiviteit meten. Op die manier moet het mogelijk zijn om de hersenactiviteit van zo’n aapje ‘op te nemen’ en weer af te spelen.
Door bijvoorbeeld eerst een vierkant te laten zien en later dezelfde hersenactiviteit op te wekken door stroom op de juiste elektroden te zetten. Dat zou al een grote stap zijn in de richting van een kunstmatig oog dat direct aan het brein gekoppeld is. Daarna zouden versies met meer elektroden moeten volgen.

Toch zitten er veel haken en ogen aan

Om te beginnen zou het gaan om een implantaat voor blinden, en die kunnen niet eerst trainen met hun eigen ogen, zoals de apen. Terwijl ieder stel hersenen anders is, dus met een standaardelektrode ben je er niet.

Bovendien kun je je afvragen of de visuele cortex wel zo’n logische ingang is voor kunstmatige signalen. Waarom niet gewoon de oogzenuwen gebruiken?

Proeven met kunstmatige netvliezen zijn al bij mensen gedaan, met opmerkelijk succes.

Bron: wetenschap24.nl