Neurobiologen zijn erin geslaagd om het brein van verschillende dieren met elkaar te linken en ze zo een gezamenlijke taak uit te laten voeren.

Met je brein een robotarm laten bewegen of een F-35 besturen: het is allemaal al eens de revue gepasseerd en je kijkt er waarschijnlijk nauwelijks meer van op. Maar Miguel Nicolelis en zijn collega’s hebben nu iets nieuws waar je wenkbrauwen wellicht wel van omhoog schieten. Zij verbonden de hersenen van dieren om ze vervolgens samen een taak met hun brein te laten uitvoeren.

Virtuele robotarm

Voor een van de experimenten plaatsten de neurobiologen implantaten in het brein van drie apen. De dieren moesten vervolgens door middel van samenwerking een virtuele robotarm zien te bewegen over een computerscherm met hun brein. Hoe? Dat leggen we uit aan de hand van dit filmpje:

Het zwarte puntje dat je ziet, stelt de robotarm voor. Het grote, zwarte rondje is de plaats waar het virtuele object terecht moet komen. Alle apen kunnen de arm met hun brein langs twee van de drie assen leiden. Het ene dier neemt bijvoorbeeld de x- en y-as voor zijn rekening en het andere de y- en z-as. De gekleurde stipjes stellen het hersensignaal van de drie apen voor.

Zoals je kunt zien, slagen de apen er vaak in om het zwarte stipje in de cirkel te krijgen. Dit lukt alleen als tenminste twee dieren hun hersenen op elkaar ‘afstemmen’. Naarmate de dieren meer oefenden, werden ze steeds beter in de uitdaging.

Weer voorspellen

Niet alleen apen moesten eraan geloven, ook groepjes van drie à vier ratten kregen implantaten in hun brein. Door het gebruiken van implantaten die informatie kunnen verzamelen en doorgeven, werden hun hersenen in verbinding gebracht.

De onderzoekers leerden de beestjes vervolgens eerst om hun brein op elkaar af te stemmen. Ze kregen een elektrisch signaaltje door het implantaat gestuurd, een computer hield bij hoe hun brein hierop reageerde en vervolgens kregen ze een beloning als ze het signaal op dezelfde manier verwerkten.

Daarna was het tijd om samen wat taken te volbrengen. Een daarvan was het voorspellen van het weer. De ene rat kreeg informatie over de temperatuur, terwijl de andere ratten signalen over de luchtdruk ontvingen. De hersenactiviteit werd vervolgens door een computer omgezet naar de kans dat het ging regenen. Volgens de onderzoekers waren de dieren prima in staat om op deze manier voor weermannen te spelen.

Onlangs werd overigens een breinimplantaat gemaakt waarvoor je niet onder het mes hoeft, maar dat kan worden ingespoten. Ook interessant: ons interview met Miguel Nicolelis, de wetenschapper achter bovenstaande onderzoeken.

Bronnen: Scientific Reports (I), Scientific Reports (II), Duke University Medical Center via EurekAlert!

Filmpje: Laboratory of Dr. Miguel Nicolelis, Duke University