Maandag 26/09/2022

De bionische mens komt eraan

Handprotheses laten bewegen via gedachten, pakken waarmee verlamde mensen opnieuw kunnen stappen of een artificiële man die bijna zo goed functioneert als een exemplaar van vlees en bloed: het bestaat allemaal al. Of hoe de bionische mens de sciencefiction met rasse schreden inhaalt.

Onlangs liet Miguel Nicolelis een minuscuul implantaat achter in de hersenen van ratten. De chip werd ingeplant in dat deel van het brein dat het tastvermogen regelt en was gevoelig voor infrarood licht, normaal onzichtbaar voor het blote oog. Na amper een maand trainen slaagden de knaagdieren erin het infraroodlicht te 'voelen'.

De neurobioloog van Duke University in North Carolina gooide met zijn experiment hoge ogen op het recente, jaarlijkse evenement van de American Association for the Advancement of Science (AAAS) in Boston. Zijn resultaten doen dromen: als ratten dankzij het implantaat als het ware een zesde zintuig krijgen, dan is het goed mogelijk dat ook wij, mensen, op een dag via een blokje in onze hersenen meer kunnen voelen en waarnemen.

Nicolelis pioniert in de ontwikkeling van hersenimplantaten waarmee mensen computers of zelfs armprotheses kunnen besturen, louter en alleen met hun gedachten. Hij hoopt op een dag een oplossing te vinden voor verlamde mensen, via een zogenaamd exoskelet dat het hele lichaam via het brein kan doen bewegen. Het succes met de 'infraroodchip' legt alvast de weg open, zegt hijzelf: "Dit toont aan dat een volwassen brein in staat is om totaal nieuwe capaciteiten te ontwikkelen." Op die manier zou bijvoorbeeld een blinde zijn zicht kunnen terugkrijgen door een ander deel van zijn hersenen te beïnvloeden en zo de functie van de visuele cortex te verplaatsen.

Nicolelis mocht in Boston zijn onderzoek voorstellen in een reeks sessies over de nieuwste interacties tussen mens en machine, of bionica. Want wie dacht dat pakweg computergestuurde ledematen nog steeds tot het rijk der sciencefiction behoren, heeft het mis. Voor wie zijn arm of een been niet langer kan gebruiken, is er vandaag al heel wat mogelijk. Zo presenteerde de firma Ekso Bionics uit Berkeley, Californië in 2010 de eLegs, een exoskelet waarmee mensen met een beenverlamming kunnen rechtstaan en wandelen.

Vorige lente haalde ene Claire Lomas, een Engelse die in 2007 vanaf haar borst verlamd geraakte nadat ze van haar paard viel, de media omdat ze met een bionisch pak een marathon uitliep. Ze deed er weliswaar zestien dagen over, maar toch.

Helemaal op punt staat de technologie nog niet, weet Carlotte Kiekens, revalidatiearts aan het UZ Leuven. "Dat stappen gaat traag, we spreken hier over maximaal 1,5 kilometer per uur. Nog een groot probleem is het gewicht: je moet toch al snel 20 kilogram aan apparatuur meezeulen. Maar er wordt volop gewerkt aan kleinere en lichtere pakken."

Voor mensen zonder armen en benen zijn bionics zelfs al dagelijkse kost. Kiekens voorzag vorig jaar al verschillende patiënten van bionische knieën en ellebogen. "Inmiddels zijn er ook al drie types bionische handen op de markt, die kunnen bewegen en tot acht grepen kennen", vertelt Kiekens.

Alledaags zijn die behandelingen nog niet, ook al door het prijskaartje. Zo tel je voor de eLegs al gauw 50.000 euro neer (toch al minder dan de 70.000 euro van toen het op de markt kwam), terwijl de bionische gewrichten 30.000 tot 40.000 euro kosten. "Soms komt de verzekering tussen, bijvoorbeeld bij een verkeers- of arbeidsongeval. De ziekenfondsen betalen de toestellen nog niet terug, maar we ijveren ervoor."

Verbonden met hersenen

Ondertussen rijgen wetenschappers en de bedrijven die de productie op zich nemen spectaculaire ontdekkingen aaneen. Nog in Boston mocht Silvestro Micera van het Zwitserse Federaal Technologisch Instituut een handprothese voorstellen die zowaar signalen terugstuurt naar de hersenen, via sensoren aan de vingertoppen, handpalm en pols. "Het idee is dat de hand twee of drie indrukken kan leveren", vertelde Micera. "Je zou iets kunnen knijpen en daarover informatie krijgen via drie vingers, of bewegingen van je hand en pols voelen. Het ultieme doel is een prothese die helemaal geïntegreerd is in de arm en zo natuurlijk aanvoelt dat de gebruiker vergeet dat die er is."

Ook de doorbraak van Micera is zonder meer spectaculair. Want vandaag kunnen de courante bionische ledematen alleen maar via spieren worden bestuurd. "We gebruiken de spieren die nog werken", legt Kiekens uit. "Een onderarm kan dan bestuurd worden vanuit de biceps, of de schouder als ook die verlamd is. Ik heb al een patiënt gehad die zijn volledige arm kwijt is. De zenuwen die naar zijn biceps liepen, hebben we dan verlegd naar zijn borstspieren, zodat hij zijn arm vanuit zijn borst kon laten bewegen."

Er kan dus al veel, maar de volgende stap is dus die verbinding tussen de hersenen en de bionische ledematen. Vooral mensen die volledig verlamd zijn kunnen daarmee gebaat zijn. Iemand met het locked-in-syndroom, die niet meer kan spreken of bewegen, zou op die manier via zijn gedachten toch opnieuw kunnen bewegen, of misschien toch al een computer bedienen. Hier en daar duiken alvast prototypes op, en Micera tilt de technologie naar een hoger niveau. Niet alleen ontvangt zijn bionische hand commando's van de hersenen, ze stuurt ook boodschappen terug.

En hier stopt het verhaal niet, spin-offs naar andere lichaamsdelen immers niet uitblijven. Vorige zomer kreeg de 54-jarige blinde Dianna Ashworth in Melbourne als allereerste een bionisch oog, dat haar een beetje zicht teruggeeft. De Argus II is een bril met camera, en een kleine videoprocessor dat beelden omzet in patronen van licht en donker. Patiënten met de erfelijke aandoening retinitis pigmentosa kunnen die patronen dan ontvangen via elektrodes in de netvlies, dat ze kan 'waarnemen'. Die beelden, eerder contouren dan klare vormen, gaan vervolgens naar de hersenen, alwaar ze op de normale manier ontvangen worden.

Of wat te denken van 'bionic man', begin deze maand met trompetgeschal voorgesteld in het Londens Science Museum. Rex, zoals de artificiële man gedoopt werd, is opgetrokken uit de allermodernste arm- en beenprotheses, maar ook uit kunstmatige organen als hart, longen, nieren, pancreas en milt. Zijn kunstmatige bloedvaten kunnen echt bloed dragen en hij heeft een microchip dat functioneert als oog. Kortweg: 60 tot 70 procent van de mens kan vandaag helemaal nagebouwd worden. Wereldwijd lopen al verschillende mensen rond met dezelfde luchtpijp en hart als waarmee Rex is uitgerust.

Cyborg vs. mens

Om maar te zeggen: het braakliggende terrein voor wetenschappers is nog groot en de verwachtingen zijn hooggespannen: zullen rolstoelen over enkele decennia overbodig worden? Wordt cyborg het nieuwe normaal? Wat blijft er überhaupt over van het concept 'mens' na de invoering van het plastic orgaan?

Charlotte Kiekens waagt zich niet aan voorspellingen. "Waar we over tien, twintig of vijftig jaar staan, blijft koffiedik kijken. Het gaat snel, maar tegelijk ook niet. We zijn toch al een tijdje bezig, en al jaren wordt gespeculeerd over 'binnen tien jaar'. Het grootste probleem is geld: het onderzoek en de productie is duur, zeker voor mensen met zware beperkingen. Bovendien zijn ze ook niet met zoveel, wat de investering minder aantrekkelijk maakt. Voor patiënten met veelvoorkomende problemen gaat het vlotter. Denk maar aan gewonde Amerikaanse veteranen uit Irak."

Meer over

Nu belangrijker dan ooit: steun kwaliteitsjournalistiek.

Neem een abonnement op De Morgen


Op alle artikelen, foto's en video's op demorgen.be rust auteursrecht. Deeplinken kan, maar dan zonder dat onze content in een nieuw frame op uw website verschijnt. Graag enkel de titel van onze website en de titel van het artikel vermelden in de link. Indien u teksten, foto's of video's op een andere manier wenst over te nemen, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234