At styre en computer eller et exoskelet udelukkende ved tankens kraft lyder som science fiction, men faktisk er det allerede en realitet.

På Aalborg Universitet bruger forskerne Brain Computer Interfaces – BCI – til at opfange og udnytte signaler fra hjernen til forskellige formål, blandt andet til at hjælpe patienter med lammelser efter hjerneblødninger til at kunne bruge deres lemmer igen.

BCI ser også ud til at kunne give en bedre forståelse for, hvad der sker i hjernen på børn med ADHD, autisme eller andre former for koncentrationsbesvær, så det måske bliver muligt at hjælpe dem tidligere og bedre.

Vi satte 3 af forskerne fra Aalborg Universitet stævne i Experimentariums udstilling Fremtidsmennesket, hvor vi talte med dem om deres arbejde og perspektiverne indenfor BCI og hjernesignaler.

Hør dem fortælle i interviewene herunder.

1. Hjernesignaler puster liv i lammede lemmer

Andrew Stevenson er Ph.D. i neuroteknologi på Aalborg Universitet og arbejder blandt andet med at hjælpe patienter med forskellige lammelser efter hjerneblødninger eller blodpropper.

Andrew Stevenson

Ved hjælp af BCI arbejder han med at styrke patientens forbindelsen mellem de beskadigede centre i hjernen og  den arm eller det ben, som patienten ikke længere kan bruge.

Det foregår ved, at patienten får en hætte på hovedet, der via elektroder kan opfange og videresende signaler fra forskellige centre i hjernen.

Forskerne beder patienten forsøge at udføre en bevægelse med den lammede kropsdel. Det udløser et signal fra hjernen, der forstærkes og sendes elektronisk ned i kroppen, hvor elektroder er påsat armen eller benet. Det giver et lille stød til de nerver, der normalt ville udløse den fysiske bevægelse, og selvom bevægelsen på grund af lammelsen rent faktisk ikke kan udføres, sendes en kunstig sensorisk feedback tilbage til hjernen, så den lærer, at et signal om bevægelse udløser denne feedback.

Ved at gentage stimuleringen mange gange – typisk cirka 30 gange – styrkes de centre i hjernen, der styrer bevægelsen, så patienten efterhånden kan få en del af førligheden tilbage.

Det handler om at stimulere hjernen til en bedre forbindelse til musklerne, det sker typisk i kombination med andre trænings- og rehabiliteringsforløb, og der er gode resultater.

Andrew Stevenson fortæller, at teknologien har potentiale til en dag måske at kunne hjælpe patienter med rygmarvsskade, Parkinson, muskelsvind eller ALS.

Hør mere i interviewet her:

2. Hjernesignaler styrer exoskelet og computerspil

Tænk hvis man ved hjælp af hjernebølger kunne gøre patienter med lammelser i stand til igen at løfte en kop, bruge et tastatur – eller måske ligefrem gå?

Mads Rovsing Jochumsen

Det er netop, hvad Mads Jochumsen, Ph.D. i biomedicinsk teknologi på Aalborg Universitet arbejder på. Som ingeniør arbejder han med at udvikle BCI applikationer, der ”oversætter” signaler fra patientens hjerne til bevægelser i fx et exoskelet eller en kunstig arm.

Målet er at hjælpe mennesker med delvise lammelser – fx efter en hjerneblødning eller blodprop.

Ved hjælp af en hætte med sensorer opfanges hjernens beskeder til kroppen om bevægelse og sendes ned til et hjælpemiddel – fx et exoskelet eller en kunstig robotarm, som så kan udføre bevægelsen.

Og det kræver masser af træning, som kan være ganske ensformigt. Blandt andet derfor har Mads Jochumsen opfundet en applikation, der gør patienterne i stand til at bruge hjernens signaler til at styre en figur i et computerspil.

Resultaterne er lovende, og forskerne har blandt andet gjort patienter, der ellers var lammede i benene til gå langsomt ved hjælp af et exoskelet.

Mads Jochumsen understreger dog, at der er et stykke vej før forskerne kan give lamme patienter fuld bevægelighed tilbage.

Hør Mads Jochumsen fortælle om sit arbejde i klippet her, hvor han også giver et bud på fremtidsperspektiverne for fx hjerneimplantater i stil med Elon Musks omdiskuterede Neuralink:

3. Hjernebølger hjælper til at forstå ADHD

Sabata Gervasio

Nogle børn har svært ved at sidde stille, og andre børn er så følsomme overfor den mindste støj og berøring, at det går ud over deres koncentration og sociale liv.

Hvordan kan det nu være? Hvad sker der i hjernen hos de ”overfølsomme” børn, som gør, at de ofte er mere urolige og har større problemer med koncentrationen end andre børn?

Det er forskningsområdet for ingeniør og lektor i sundhedsteknologi på Aalborg Universitet Sabata Gervasio.

Al påvirkning af sanserne, fx lyde, dufte og berøring af huden, forplanter sig via neuroner og nervebaner til hjernens forskellige centre, hvor de udløser reaktioner.

Ved hjælp af en hætte med sensorer måler Sabata Gervasio og hendes kolleger børns hjernesignaler, når de udsættes for stimuli som fx lys, lyd og berøring.

Hermed får de et billede af, hvad der sker i hjernen under sansepåvirkningen. Og de får et billede af, hvordan og hvorfor nogle børn er mere følsomme end andre overfor sanseindtryk, og hvordan de reagerer i hjernen.

Dermed håber Sabata Gervasio, at hendes arbejde kan bidrage med vigtig viden om børn med fx ADHD og autisme, så man kan diagnosticere tidligere og hjælpe bedre til at skabe tryggere rammer og et lettere liv for dem.

Hør Sabata Gervasio fortælle i interviewet her.