Wetenschappers hebben een manier ontdekt om "iemands gedachten te lezen".

Amerikaanse onderzoekers hebben een verbazingwekkende methode gedemonstreerd om woorden te reconstrueren die alleen als gedachten in het menselijk brein bestaan.

De techniek van 'gedachten lezen', beschreven in een publicatie in het tijdschrift PLoS Biology, is gebaseerd op het verzamelen van elektrische signalen die door de hersenen worden verzonden.

Patiënten luisterden naar audio-opnames van verschillende woorden, waarna apparaten de signalen registreerden die in de hersenen ontstonden. Vervolgens reconstrueerden wetenschappers met behulp van een computermodel de woorden die ‘in de hoofden van de patiënten klonken’.

Het blijkt dat elk woord zijn eigen unieke reeks hersenimpulsen heeft.

Deze methode kan in de toekomst comateuze of verlamde patiënten helpen bij de communicatie met anderen.

Diep in de hersenen

Ontdekkingen uit de afgelopen jaren laten zien dat wetenschappers dichter bij een methode komen waarmee ze direct toegang kunnen krijgen tot de gedachten van mensen.

Deelnemers aan een onderzoek uit 2010 door neurowetenschappers uit Missouri en New York konden een cursor op een computerscherm besturen met hun gedachten – via elektroden die rechtstreeks met de hersenen waren verbonden. Door zachtjes individuele klinkers uit te spreken, bewogen ze de cursor in de gewenste richting.

Een techniek genaamd " functionele magnetische resonantiebeeldvorming " heeft nieuwe mogelijkheden geopend: door de bloedstroom in de hersenen te volgen, is het mogelijk geworden om specifieke woorden of concepten te identificeren waar iemand op een bepaald moment aan denkt.

In september 2011 nam een groep onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley, onder leiding van Jack Gallant, deze methode in gebruik.

Denk "Ah-ah"

Door de patronen van de bloedstroom te bestuderen die overeenkomen met specifieke beelden die in de geest opkomen, lieten de wetenschappers zien hoe patronen in deze patronen gebruikt kunnen worden om te raden aan welk beeld of welke foto iemand denkt. Daarmee reconstrueren ze in feite de mentale 'film' die in iemands hoofd 'ronddraait'.

Nu zijn Brian Paisley, een andere wetenschapper van Berkeley, en zijn collega's nog verder gegaan op het pad van 'gedachtenbeeldreconstructie'.

"We werden op veel manieren geïnspireerd door Jacks werk", zegt dr. Paisley. "De vraag was: hoe ver konden we met dezelfde computermodelleringsaanpak het menselijk gehoorsysteem ingaan?"

Sleutelconvolutie

De onderzoekers concentreerden zich op één gebied in de hersenen: de superieure temporale gyrus.

Dit deel van het gehoorsysteem is een van de best georganiseerde delen van de hersenen. Het zorgt ervoor dat we betekenis halen uit de stroom geluiden, woorden onderscheiden en hun taalkundige betekenis begrijpen.

Een team van onderzoekers volgde golfsignalen van de gyrus temporalis superior bij 15 chirurgische patiënten tijdens operaties om epilepsie te behandelen of hersentumoren te verwijderen.

Aan de patiënten werd een audio-opname afgespeeld waarin verschillende sprekers woorden en zinnen voorlazen.

Het moeilijkste was om de chaotische stroom aan elektrische impulsen te ontwarren die ontstond in de temporaalkwab tijdens het beluisteren van de audio-opname.

Met behulp van een computermodel werd een ‘kaart’ gemaakt die aangeeft welke hersengebieden impulsen uitzenden en met welke intensiteit, wanneer het oor geluiden op verschillende frequenties hoort.

Vervolgens kregen de patiënten een aantal woorden waaruit ze konden kiezen. Ze moesten er één selecteren en erover nadenken.

Het bleek dat hetzelfde computermodel het mogelijk maakte om te raden welk woord de proefpersoon had gekozen.

Wetenschappers zijn er zelfs in geslaagd om een aantal woorden opnieuw te creëren door de opgenomen hersenimpulsen weer om te zetten in geluidsgolven volgens een computer"kaart".

Dubbel effect

"Met dit werk slaan we twee vliegen in één klap", zegt Robert Knight, een van de auteurs van de studie en hoogleraar aan de Universiteit van Californië in Berkeley. "Ten eerste is de fundamentele wetenschap nu nog dieper doorgedrongen in de mechanismen van de hersenen."

"En vanuit een praktisch oogpunt zouden mensen met een spraakbeperking deze technologie kunnen gebruiken: als ze niet kunnen spreken, kunnen ze in gedachten visualiseren wat ze willen zeggen," legt Knight uit. "Patiënten hebben ons waardevolle informatie gegeven, en het zou mooi zijn om hen op deze manier te bedanken."

De auteurs van het rapport waarschuwen echter dat er nog veel werk moet worden verzet om de techniek van het 'lezen van gedachtenpatronen' te verbeteren en dat er nog niet snel een apparaat zal verschijnen dat gedachten kan ontcijferen.