Forskere fra UiO skal n? plassere elektroder inni hjernen for ? kunne tolke hjernesignaler. Dette kan skape en helt ny fremtid for funksjonshemmede.
– Den langsiktige dr?mmen er at forskningen v?r kan f?re til at personer med store funksjonshemninger kan kommunisere og forflytte seg ved ? la tankene styre en maskin koblet til kroppen, forteller f?rsteamanuensis Tor Endestad p? Psykologisk institutt ved Universitetet i Oslo. Sammen med kirurger, nevrofysiologer, informatikere og ingeni?rer skal psykologer ta i bruk nytt utstyr for ? kunne gi et helt nytt innblikk i hvordan det er mulig ? tolke nervesignalene i hjernen.
F?r: M?ler utenp? hjernen
Ideen om ? bruke hjernesignaler til ? styre utstyr, er riktignok ikke ny. Mange av leserne har kanskje v?rt p? Teknisk museum i Oslo og testet hjernekraftspillet, der spilleren med den beste konsentrasjonen bruker tankekraften til ? skyve en liten ball over i motsatt ende av brettet.
Forskerteamets 澳门葡京手机版app下载spartner i USA, professor Robert Knight, som er leder av ?Cognitive Neuroscience Resarch Laboratory? p? Universitetet i Berkeley, har allerede v?rt med p? ? lage en innretning som kan f? en lam person til ? styre en rullestol, ene og alene med tankene sine. De har ogs? klart ? lese av ord og fragmenter av lydbilder i hodet.
Likheten mellom rullestolbrukeren i USA og hjernespillet p? Teknisk museum er at brukeren f?r p?montert elektroder p? hodet, som m?ler den elektriske aktiviteten i hjernen.
Uheldigvis er mange av hjernesignalene s? svake at de ikke klarer ? trenge igjennom hodeskallen.
N?: M?ler inni hjernen
For ? m?le de svake signalene m? UiO-forskerne gjennomf?re m?lingene inne i selve hjernen. Det betyr at hodeskallen m? ?pnes for at forskerne kan unders?ke pasientene
Eksperimentene skjer p? epilepsipasienter som m? behandles kirurgisk. Dette er pasienter som det ikke har v?rt mulig ? behandle med medikamenter. Den dagen Apollon er p? intervju, skal kirurger p? Oslo universitetssykehus operere inn elektroder i hjernen til en epilepsipasient.
Hodeskallen m? ?pnes for at legene kan finne ut av hvor i hjernen epilepsianfallene starter. Noen ganger m? elektrodene legges p? hjernen. Da legges det p? en matte med elektroder som skal dekke en del av overflaten p? hjernen. Andre ganger plasseres elektrodene inne i hjernen.
– Elektrodene som plasseres i hjernen, brukes til mer lokalisert leting etter ?rsaken til epilepsi. Dette er som ? f? et periskop inn i hjernen, forklarer nevrokirurg Torstein Meling p? Oslo universitetssykehus.
L?ser oppgaver med ?pen hodeskalle
Vanligvis tar det noen dager f?r epilepsianfallet kommer. I mellomtiden ligger pasientene d?gnkontinuerlig overv?ket p? sykehuset.
Det er nettopp i denne ventetiden at pasientene kan delta i UiO-forskningen. Det er frivillig ? delta.
– Vi ?nsker ? unders?ke fenomener som kan v?re viktige for at hjernen kan kommunisere direkte med tekniske hjelpemidler, p?peker Tor Endestad.
Et av problemene er at hjernens oppfatning av tid og rom er litt forsinket. Det er derfor sv?rt viktig for hjernen ? v?re i forkant av det som skjer rundt oss. Denne evnen er avgj?rende for at vi kan bevege oss og l?re spr?k.
– Hjernen m? hele tiden forberede seg p? det som kan komme. Det skjer i stor grad ubevisst. Vi blir f?rst bevisste p? dette fenomenet n?r vi gj?r en beregningsfeil. Tenk deg at du skal l?fte en melkekartong. Hvis du tror den er full, mens den i virkeligheten er tom, fyker den i v?ret. En robotarm m? forholde seg til det hjernen forventer seg. Ellers blir den en d?rlig hjelper. Vi ?nsker derfor ? finne de signalene i hjernen som bidrar til ? forutse neste skritt i for eksempel en bevegelse. For ? f? dette til, fremprovoserer vi varianter av feil og brudd p? forventninger og ser hvordan hjernen reagerer p? dem. Vi vil med andre ord forst? det nevrobiologiske grunnlaget for prediksjon, forteller f?rsteamanuensis Anne-Kristin Solbakk.
Pasientene f?r en rekke oppgaver. En av oppgavene er ? lete etter en bestemt trekant p? h?yre eller venstre side p? en skjerm. Noen ganger m? hjernen bearbeide informasjon for ? finne den. Noen ganger g?r dette helt av seg selv. Da kan forskerne studere hvordan hjernen reagerer p? de ulike oppgavene.
– Hver av oppgavene bidrar til ? forst? litt mer av hvordan hjernen utf?rer de avanserte beregningene som m? til for ? utf?re kompliserte oppgaver, sier Tor Endestad.
For ? forst? hvordan ulike deler av hjernen kommuniserer, m? de tolke m?nstre av svingninger med ulik frekvens.
– Noen av disse frekvensene lar seg ikke m?le utenfor hodeskallen. Med det nye utstyret har vi f?tt helt andre muligheter til ? se n?rmere p? dette.
Superkjappe m?linger
Utstyret koster et par millioner kroner og blir tatt i bruk i mai. Det kan m?le signaler fra 256 elektroder parallelt. Utstyret registrerer s? raskt at det kan m?le signalene i hver elektrode opptil 40 000 ganger i sekundet.
– Da kan vi ogs? fange opp sv?rt sm? nervesignaler. ? finne m?nsteret i disse signalene kan sammenlignes med at du klarer ? lytte til en lavm?lt samtale p? fest, mens hundrevis av mennesker st?yer rundt deg, forteller Tor Endestad.
En av fremtidsscenariene til Endestad er en afasimaskin. Pasienter med afasi har mistet evnen til ? snakke. Vyene er ? la en talecomputer styres av tankene om hva du ?nsker ? si.
?n av de mange hindrene er av teknisk art.
– Vi kan forel?pig ikke operere inn permanente elektroder i hjernen for ? registrere hjerneaktiviteten, beklager nevrofysiolog P?l Gunnar Larsen p? Rikshospitalet, selv om det allerede er mulig ? operere inn permanente elektroder for ? behandle sykdommer som Parkinson.
Tungregning p? supermaskin
Eksperimentene genererer enorme mengder data. Terrabytene g?r fort unna. For ? tolke alle hjernesignalene, m? de ta i bruk Norges raskeste datamaskin, tungregnemaskinen Abel, som er ti tusen ganger raskere enn PC-en p? kontoret ditt.
Selv om det nye avlyttingsutstyret er beregnet p? forskning, kan det ogs? ha praktisk nytte for dagens epilepsipasienter.
P?l Gunnar Larsen ser for seg at det nye utstyret kan gj?re det mulig ? lokalisere enda bedre hvor kirurgen skal gj?re inngrepet sitt. Da kan det kirurgiske inngrepet bli b?de mindre – og langt mer presist.
– Med det nye utstyret kan vi se inn i hjernen p? en helt annen m?te enn f?r. Vi h?per at vi etter hvert kan bidra til ? hjelpe mennesker p? helt nye m?ter, sier Tor Endestad.