Het is al duizenden jaren onderwerp van legenden en speelt een belangrijke rol in veel science fiction en fantasy. Met elkaar converseren via gedachten. Doet de iBrain wat hij belooft?
Eeuwige stilte
Een groot aantal mensen is gekluisterd aan hun bed. De oorzaak: een hersenbeschadiging, die bijvoorbeeld spraak of het bewegen onmogelijk maakt. Het bekendste voorbeeld is uiteraard de natuurkundige Stephen Hawking, die zich door middel van een spraaksynthesizer verstaanbaar moet maken. Hawking leidt aan ALS, maar er zijn meer vergelijkbare ziekten: denk aan patiënten in coma of een ernstige mate van motorisch hersenletsel. De patiënten zitten als het ware opgesloten in hun hoofd. Niet verwonderlijk zijn neurologen dan ook druk bezig met het vinden van methoden om gedachten te lezen. Hiermee zou het isolement van deze patiënten doorbroken worden.
De iBrain in actie. Bron/copyright: Neurovigil, Inc.
Hersengolflezer
Onderzoeker en uitvinder Philip Low, een in 1980 geboren neuroloog en bedrijfsleider van het Californische bedrijf NeuroVigil in San Diego, ontwikkelde de iBrain. De iBrain krijgt steeds meer aandacht als mogelijk alternatief voor kostbare en lastige slaaplabs, waar de patiënt de nacht moet doorbrengen. De iBrain is een soort draagbare hersengolflezer (EEG-lezer). Het hersengolfpatroon wisselt al naar gelang de denkactiviteit. Ook hersenziekten brengen een ander hersengolfpatroon met zich mee. Het toestelletje gebruikt een enkel kanaal om de elektrische signalen door te geven.
De ruwe data zijn echter moeilijk te lezen. De metingen worden namelijk verstoord doordat de hersenlobben en de schedel het veld verstoren. Ze worden daarom ge:interpreteerd met het algoritme dat Low tijdens zijn promotieonderzoek ontwikkelde.
Experiment op Hawking
Low wil nu proberen de hersengolven van Hawking’s gedachten, zoals weergegeven door de iBrain, te lezen. Hierbij moet Hawking leren zijn hersenen een duidelijk, herhaalbaar patroon te laten produceren dat gemakkelijk vertaald kan worden in een woord of letter. Dit principe, biofeedback, dateert overigens al van de jaren zeventig. In een eerste experiment kon het algoritme de hersensignalen van de motorische hersenschors in Hawkings brein herkennen, toen hij in gedachten een tennisbal fijnkneep. Er zijn nu vervolgexperimenten gepland bij grote groepen ALS patiënten en anderen met soortgelijke ziekten.
Resultaten net op tijd
Hawking is nu (2012) zeventig jaar oud en naarmate de ziekte steeds meer voortschrijdt, kan hij steeds minder spieren bewegen. Eén van de weinige spieren die hij nog kan bedienen zit in zijn kaak; de signalen daarin worden nu door een infraroodbril gelezen. Hij heeft nu enkele minuten nodig om zelfs een korte boodschap te produceren. Op dit moment is volgens Hawking de kaakswitch sneller, maar mocht daar verandering in komen, dan stapt hij graag over. Als ook de kaakspier uitvalt, zal hij waarschijnlijk zelfs wel moeten.
Het apparaat kan patiënten die nu vaak alleen met hun ogen kunnen knipperen, helpen om bijvoorbeeld een e-mail te versturen of het licht aan en uit te doen.
Medicijngigant Hoffmann-La Roche test de iBrain nu ook bij neurologische trials van nieuwe medicijnen. Onderzoekers kunnen zo aan de hand van de veranderingen in hersengolven aflezen of en hoe de medcijnen werken.
In de verdere toekomst zullen veel gevoeliger en verfijnder opvolgers van dit en soortgelijke apparaten vermoedelijk ook gedachtenspraak kunnen opvangen en uiteindelijk zelfs een mindscan kunnen doen: een kopie van de informatie in de hersenen maken en opslaan op een harde schijf of andere geheugendrager.
Heb je zelf studieproblemen, of doet je kindje het niet goed op school? GoFlow, een Amerikaanse startup beweert dé oplossing te hebben, voor nog geen honderd dollar. Lees en huiver.
Overklokken
Computerfanaten kennen wel het begrip overklokken: door een processor met een hogere frequentie aan te sturen, m.a.w. de kloksnelheid flink te verhogen, kan deze veel sneller rekenen. Er zijn natuurlijk wel wat probleempjes, zo heb je werkelijk een monsterachtige hoeveelheid koeling nodig, maar dat schrikt de echte overklokfanaat niet af.
tDCS, het brein electrocuteren met een zwakke stroom, wordt steeds populairder.
Brein opvoeren met stroom
Naar nu blijkt kan iets dergelijks ook bij mensen. Uiteraard is de hardwarearchitectuur van het menselijke brein totaal anders dan die van een computer – zo kent ons brein geen processor, maar bestaat uit honderd miljard parallelle rekeneenheden, de neuronen, die tegelijkertijd als geheugenelement en processor dienen.
De grap hier is niet hogere kloksnelheden op te wekken, maar het brein te synchroniseren met elektrische stroom. Door middel van de techniek tDCS, hier al eerder beschreven, kan op kunstmatige wijze een flowtoestand worden opgewekt, waardoor ons brein veel sneller en gestroomlijnder gaat werken. Dit zie je terug in sterk verbeterde leer- en rekenprestaties. In literatuur wordt factor twee genoemd. Als je bedenkt dat de mens een jaar of vijftien tot twintig van zijn leven op opleidingsinstituten doorbrengt, is dat natuurlijk een enorme vooruitgang. Ook de motorische coördinatie verbetert aanzienlijk. Onder meer het Amerikaanse leger, er altijd als de kippen bij veelbelovende technologie te weaponizen, experimenteert hiermee. De vele vijanden van de VS maken geen kans als ze door breingezapte killers in een moorddadig tempo worden omgelegd.
Doe-het-zelf brein overklok kit
Het slechte, of m.i. goede nieuws is dat deze apparatuur duizenden euro’s kost en alleen wordt geleverd aan wetenschappelijk onderzoekers. De techniek is in principe veilig, maar moet wel door iemand met een gedetailleerde kennis van het menselijk brein (in de praktijk: minimaal een basisarts of nog beter: een neuroloog) worden toegepast om te voorkomen dat er ongelukken gebeuren.
Althans: tot nu toe. Een groepje Amerikaanse studenten heeft nu een doe-het-zelf kit ontwikkeld waarmee wanhopige mensen hun brein (of dat van hun kroost) kunnen zappen voor de luttele somma van 99 dollar (plm. 77 euro). In de VS is de concurrentie op scholen en universiteiten nog veel harder dan hier, dus daar zullen de kitjes gretig aftrek vinden. Ook hier is een grote markt. Want zeg nou zelf: welke student wil er geen collegegeld besparen of strafheffingen vermijden?
9V-batterij met twee stroomdraadjes en elektrolytische sponsjes
De kitjes bestaan uit een negen-voltbatterij en twee stroomdraadjes plus sponsjes en elektrolyt, die op de schedel worden aangesloten. Het is uiterst belangrijk dat 1. de elektroden op precies de juiste plaatsen worden aangesloten en 2. met de juiste spanning en (vooral) polariteit worden aangesloten.
Zoals met alle krachtige geneeskundige toepassingen, zijn er de nodige gevaren aan dit systeem. Er zijn gevallen bekend van bewusteloosheid door ondeskundig gebruik. In theorie kan dit bij onoordeelkundig gebruik leiden tot dodelijke afloop. We raden lezers daarom af hier zelf mee te experimenteren, tenzij ze over gedegen achtergrondkennis beschikken en/of er de nodige tijd in steken dit systeem zeer grondig, door en door te leren kennen. Wellicht is een open-minded huisarts of specialist over te halen voor medewerking aan experimenten. Ook moeten ze zich er grondig van verzekeren dat er geen sprake is van contra-indicaties (hoofdpijn of chronische huidproblemen op de schedel, bijvoorbeeld). tDCS op zich is overigens, wanneer deskundig toegepast door een universitair opgeleide basisarts of specialist, veilig en wordt al toegepast voor de behandeling van chronische pijnklachten en depressies. Wel zijn de lange-termijn effecten nog steeds niet bekend. Een reden te meer om uiterst voorzichtig te zijn.
Maar ik wil toch experimenteren.
Dat gezegd hebbende, zijn hier aanvullende materialen te vinden:
Sommige mensen genieten het meest van hun eigen stemgeluid, anderen wat minder. Japanse onderzoekers bouwden een eenvoudig apparaat, waarmee sprekers direct tot zwijgen kunnen worden gebracht. Liggen Big Brother achtige toestanden op de loer?
Prototype 2 van de Speech Jammer is draagbaar. Lachen gieren brullen, vooral bij autocue lezers zoals Amerikaanse politici.
Vooral bij ellenlange toespraken op festiviteiten waar je verplicht bij moet zijn, voel je al en toe de neiging naar de afstandsbediening te grijpen. Klaarblijkelijk zaten een aantal Japanse techneuten met dezelfde frustratie. Ze sloegen aan het knutselen en buitten een bekend herseneffect maximaal uit.
Kazutuza Kurihara van het National Institute of Advanced Industrial Science and Technology in Tskuba en mededader Koji Tsukada van Ochanomizu Universiteit, ontwikkelden een baanbrekend apparaat: een zwijgkanon dat vervelende sprekers tot stilte dwingt.
Hoe werkt het zwijgkanon?
Het principe achter het zwijgkanon is simpel. Psychologen kennen al sinds 1997 de effecten van DAF, delayed audio feedback, op spraak. Als stemgeluiden ongeveer 200 milliseconden vertraagd worden afgespeeld, wordt het spraakcentrum van de hersenen ontregeld. Kurihara en Tsukada hebben een eenvoudig draagbaar toestel, bestaande uit een richtmicrofoon en een luidspreker, gebouwd dat precies dat doet: de stem van een persoon opnemen en opnieuw afspelen met een vertraging van ongeveer 0,2 seconde omgebouwd. Ook de luidspreker wordt gericht. Het apparaat kan als een soort geweer op een slachtoffer worden gericht.
Kurihara en Tsukada hebben hun zwijgkanon reeds uitgeprobeerd en zeggen dat deze goed werkt. “Het systeem kan van een afstand de spraak van mensen ernstig in de war sturen zonder lichamelijk ongemak.”
Zwijgkanon helpt vooral tegen lezers van een autocue
Uit hun testen bleken nog twee aanvullende effecten. Ten eerste is het apparaat het effectiefste als de vertraging steeds varieert. Ten tweede blijken vooral nieuwslezers en anderen die een tekst oplezen, het gevoeligste voor het apparaat. De kans is daarom groot dat presidentskandidaten die “live” een toespraak houden, er alles aan zullen doen te voorkomen dat ze stil zullen worden gelegd. Vervelend nieuws volgens de ontwikkelaars is dat juist de meest hersenloze uitingen, zoals Aaaaaahh en dergelijke, niet kunnen worden geblokkeerd door het apparaat.
Geen sprekers meer voor hun beurt
Kurihara en Tsukada denken aan verschillende toepassingen. Volgens hen kunnen hiermee stiltezones, zoals in openbare bibliotheken, worden afgedwongen en discussies in groepsbijeenkomsten beter worden gestuurd. Voor je beurt praten kan niet meer. Een idee voor politieke debatten op TV, waar de heren en enkele dame altijd haantje de voorste proberen te zijn? Kortom: vermoedelijk zal dit apparaat erg populair worden bij liefhebbers van gemene streken.
Verklaring voor raadselachtige versprekingen bij nieuwslezers?
Bij onze collega’s van Grenswetenschap.nl is er al weer een tijdje geleden aandacht besteed aan een aantal raadselachtige episoden op televisie waarbij nieuwslezers en presentatoren plotseling wartaal begonnen uit te slaan (helaas kan ik het nieuwsbericht niet meer in de zoekmachine terugvinden). Mogelijk veroorzaakte tijdens een TV-uitzending een elektronische feedbacklus met een vertraging van 0,2 seconde deze problemen.
Het kost ongeveer tienduizend uur oefening om ergens expert in te worden. Er is nu een apparaat ontwikkeld dat deze periode drastisch inkort. Maak je klaar voor schokkend nieuws.
De ijzeren tienduizend-uren regel
Het kost ongeveer tienduizend uur om tot de top van een bepaald vakgebied te gaan behoren. Dit geldt voor totaal verschillende vakken variërend van pianovirtuoos tot natuurkundige of topsporter. Dit bleek uit onderzoek van de Deens-Amerikaanse psycholoog Anders Ericssen. In deze tienduizend uur worden de neuronen in het brein van de beoefenaar geherstructureerd. Dit vereist de nodige oefening en concentratie, die spelenderwijs wordt bereikt met flow.
Met elektrische impulsen kunnen we sneller trainen en dingen leren. De toekomst?
Flow: moeiteloze productiviteit
Er zijn van die momenten dat het werk haast vanzelf lijkt te gaan en er zonder dat je er bij stilstaat heel veel uit je handen komt. De Hongaars-Amerikaanse psycholoog Mihaly Csikszentmihalyi noemde deze zen-achtige bewustzijnstoestand flow. Als je in flow bent, werken je hersens zonder haperingen. Je zelf lost op in het uitvoeren van je taak, waardoor je brein op maximale capaciteit werkt. Als werkenden de hele dag voortdurend in flow zouden zijn, zou de arbeidsproductiviteit tientallen procenten hoger liggen. Geen wonder dus dat er veel onderzoek wordt gedaan naar het wezen van flow en manieren om deze bewustzijnstoestand te bereiken. Als beoefenaars van een bepaalde discipline in flow raken, zullen ze snel uitgroeien tot experts. Raakt iemand zelden in flow, dan zal hij er al snel het bijltje bij neergooien. Flow is onder b̬tawetenschappers niet erg populair. De term is doortrokken van mystieke en meditatieve connotaties. Pas eind jaren zeventig definieerde de toen jonge Csikszentmihalyi de staat helder en maakte het mogelijk er empirisch onderzoek naar te doen Рwat hij ook deed. Interviews met talenten op divers gebied (van schaakgrootmeesters tot topwiskundigen en balletdansers) maakten hem duidelijk dat flow vier kenmerkende eigenschappen heeft.
Een intense, gefocuste absorptie die het tijdsbesef doet wegvallen.
Autoteliciteit: wat je doet is al beloning in zichzelf.
De taak die je verricht is niet te simpel en niet hopeloos moeilijk.
Het werk lijkt als vanzelf te gaan.
Flow en hersengolven
Csikszentmihalyi ontdekte met de in die tijd primitieve elektro-encefalogrammeters, dat bij flow de voorhoofdskwabben, vlak achter het voorhoofd, minder actief zijn. De beste schaakspelers bleken de minste activiteit in dit hersendeel te hebben. De reden: zelfkritische gedachten, het gevolg van de werking van de voorhoofdskwabben, belemmeren flow. Latere studies, onder andere aan golfers, zie The International Journal of Sport and Society, vol 1, p 87, bevestigden deze bevindingen en onthulden dat op het moment dat flow optreedt, er een plotseling piek in alfagolven optreedt. Dit type hersengolven, met een frequentie van rond de zeven hertz, treedt ook op tijdens de REM- (droom)slaap. Daarnaast ademden de mensen in flow rustiger en daalde het tempo van hun hartslag – ook een teken van ontspanning. In meerdere andere studies werden soortgelijke effecten in andere sporten gevonden.
Omgekeerd bleek het leren opwekken van alfagolven (dat kan met neurofeedback: iemand probeert het voor hemzelf zichtbare hersengolfpatroon te beïnvloeden door anders te denken) ook het succes bij het sporten te verveelvoudigen. Het kostte hen minder dan de helft van de tijd van de controlegroep om nauwkeurig te leren schieten. (The International Journal of Sport and Society, vol 1, p 87). Neurofeedback is alleen verre van gemakkelijk. Ook alfagolven leren op te wekken is niet gemakkelijk. Gelukkig lijken bepaalde machines hetzelfde effect te kunnen bereiken.
Apparaat wekt flow op
Een simpel apparaat, dat in feite neerkomt op een 9-voltbatterij met twee elektroden, bereikt dit effect. De positieve elektrode wordt verbonden met de slaap en de negatieve elektrode met de linkerarm. Ongevaarlijk is dit niet. Als één van de elektroden tussentijds wordt verwijderd kan de proefpersoon enkele seconden blind worden.
Deze techniek staat bekend als transcranial direct current stimulation (tDCS) en wordt nu door het Amerikaanse leger gebruikt om sluipschutters nog sneller op te kunnen leiden. Via de elektroden loopt een stroom van 2 milliamp̬re door het deel van de hersenen dat objecten herkent. De milde elektrische schok depolariseert de neurale membranen in de regio, waardoor de cellen gevoeliger voor signalen worden. Weisend, de onderzoeksleider, denkt net als veel collega-neurologen dat dit de vorming van nieuwe neurale paden stimuleert op het moment dat iemand een vaardigheid praktiseert. Door deze techniek kunnen sluipschutters nu met een factor 2,3 sneller vijanden herkennen en dus neerschieten (Experimental Brain Research, vol 213, p 9). Onverklaarbaar worden deze lange termijn veranderingen voorafgegaan door een flow-achtig gevoel, veroorzaakt door de elektrische stroom. Voor mensen die experimenteren met tDCS lijkt de tijd zeer snel te verstrijken. Hun bewegingen worden automatischer. Zelf ervaren ze kalme, gerichte concentratie Рen een grote sprong vooruit in prestatie. Waarom is niet duidelijk. Sommigen denken dat het te maken heeft met het uitschakelen van de voorhoofdskwabben door de stroom Рhet effect van flow. Niet iedereen is echter even lovend. We weten immers niet waarom het effect optreedt. Wellicht treden er in andere delen van de hersenen ongewenste veranderingen op. Ook treedt het flow-effect alleen op als de elektroden op bepaalde plaatsen worden geplaatst.
Zelf experimenteren
Machines die transcranial direct current stimulation (tDCS) leveren kosten rond de zesduizend euro per stuk. De makers verkopen ze doorgaans alleen aan onderzoekers. Toch laten enthousiaste tDCS hobbyisten zich hierdoor niet afschrikken. Op online forums volop levendige beschrijvingen van home-made experimenten, inclusief akelige beschrijvingen van blunders die in één geval iemand tijdelijk blind achterliet. De reden dat mensen deze risico’s nemen is vermoedelijk de steeds zwaardere prestatiedruk Met het oprukken van computers en kunstmatige intelligentie is de mens steeds vaker de zwakste schakel. Steeds meer mensen grijpen daarom naar dit soort middelen.
Onsterfelijkheid door het uitlezen van het menselijk brein en de informatie opslaan in een computer, is weer een stapje dichterbij gekomen. Ook komen praktische hersenimplantaten nu wel heel dichtbij. Dit alles dankzij een biocompatibele array van grafeentransistoren, die van een individuele lichaamscel de signalen kan beluisteren.
Nanosensoren op zenuwcellen zijn nu realiteit. Een stap naar uploaden van onze geest in een computer
Ruisloze elektrode dankzij grafeen
Onderzoekers van de technische universiteit van München en het Jülich Onderzoekscentrum is het voor de eerste keer gelukt om met een grafeen-gebaseerde transistorarray een lichaamscel te ‘beluisteren’. Belangrijk, want grafeen is in tegenstelling tot silicium bio-compatibel en kan dus veilig worden toegepast in de hersenen. Eerdere pogingen met silicium lukten ook, maar deze techniek is een dood spoor: deze allereerste experimentele sensor van grafeen deed het al even goed als de allerbeste silicium sensor. Silicium is ook te ruisgevoelig voor betrouwbare communicatie met individuele zenuwcellen. Aantrekkelijke kanten van grafeen: het is elektronisch hoogwaardig, chemisch stabiel en biologisch inert, kan gemakkelijk op buigzame ondergrond worden verwerkt en zal, verwacht men, tegen lage kosten op grote schaal worden geproduceerd.
Laagje hartcellen gekweekt op zestien sensors
De array bestond uit zestien zogeheten graphene solution-gated field-effect transistors (G-SGFETs), afgezet op koperfolie door opdamping en daarna afgewerkt met de bekende etstechnieken uit de chipsindustrie. Veranderingen in de elektrische en chemische omgeving beïnvloeden direct de transistors: de stroom door de transistor wordt doorgelaten of juist afgeknepen. Bovenop deze array kweekten de onderzoekers een laagje cellen met eigenschappen als die in de hartspier. De eigenschappen van deze cellen zijn goed bekend. De onderzoekers merkten dat de transistors precies die elektrische signalen doorgaven die deze cellen gewoonlijk afgeven. Kortom: de transistors werkten nauwkeurig, nu al even nauwkeurig als de beste silicium sensoren. Ook merkten ze een hogere impulsfrequentie als ze bloot werden gesteld aan het stresshormoon norepinefrine. Ook weer zoals deze cellen gewoonlijk doen.
Hersenimplantaten in ontwikkeling
De onderzoekers willen nog meer ruis verwijderen en de techniek naar buigzame dragers overzetten, om zo ook nauwkeuriger verschillende plekken op de cellen af te kunnen lezen. De meest interessante aanhechtingspunten zijn uiteraard dendrieten, de lange zenuwbanen die de ene zenuwcel met de andere verbinden. Je zou met sensoren die klein en gevoelig genoeg zijn, elk neuron in het brein af kunnen lezen. Of, gemakkelijker, signalen naar neuronen sturen. Bij patiënten met hersenziekten als Alzheimer degenereren bepaalde hersengebieden omdat ze geen elektrische signalen meer van andere hersencellen krijgen, terwijl ze zelf nog gezond zijn. Met een hersenimplantaat kan je dat voorkomen. Nog spectaculairder is een computer-hersen interface. Zo zou je in een fractie van een seconde ingewikkelde berekeningen kunnen uitvoeren. Dit is echter nog steeds zeker tien jaar in de toekomst.
Kunnen blinden in de toekomst weer zien?
Op dit moment werken onderzoekers samen met het Parijse Vision Institute aan biocompatibiliteit van grafeenlagen voor de netvliescellen van blinden (die hierdoor hopelijk uiteindelijk weer zullen kunnen zien) en het Europese onderzoeksprogramma NEUROCARE, dat zich toelegt op het ontwikkelen van buigzame hersenimplantaten op basis van grafeen en andere nanokoolstofverbindingen.
Om succes te bereiken zoeken steeds meer mensen hun toevlucht tot psycho-actieve medicijnen. Welke medicijnen zijn het effectiefst, en de belangrijkste vraag: willen we dit wel?
Doping in de sport: gevaarlijk maar effectief Adderall vergroot de concentratie, maar kent gevaarlijke bijwerkingen.
Profsporters hebben maar beperkte middelen om hun prestaties te verbeteren. Maar een beperkte hoeveelheid spierweefsel kan met natuurlijke middelen aangekweekt worden. Lichaamsbouw en lichamelijke aanleg levert de rest. Alleen door een combinatie van zeer hard trainen en een geschikte lichaamsbouw kan een sporter tot de wereldtop gaan behoren. De onderlinge verschillen worden ook steeds kleiner. De Tour de France, bijvoorbeeld, wordt doorgaans beslecht met een marge voor de winnaar van enkele minuten of minder. Let wel: het gaat hier om een parcours van meer dan drieënhalf duizend kilometer.
Geen wonder dus dat sporters naar het laatste redmiddel grijpen om nummer 1 te worden: chemische middelen. Bepaalde chemicaliën kunnen sporters extra energie geven, ze over een grens duwen die het lichaam eigenlijk niet aankan of het lichaam een prikkel geven extra spiermassa aan te kweken. Doping is daarom een onuitroeibaar probleem. Zelfs draconische controles helpen niet, want sporters zijn goed op de hoogte van de laatste trucs om doping te maskeren. Sporters zetten graag hun gezondheid of zelfs hun leven op het spel, als ze er maar in slagen dat felbegeerde goud in de wacht te slepen.
Breindoping
Maar laten we die andere ratrace niet vergeten waaraan de rest van het werkende deel van de bevolking meedoet: de arbeidsmarkt. Werkenden, vooral in hogere, kennisintensieve beroepen, concurreren net zo hard met elkaar als sporters. Hier concurreren mensen niet met hun lichaam, maar met hun brein. Slimmer zijn heeft duidelijk voordelen: als je studeert of een sollicitatiegesprek voert bijvoorbeeld. Het is daarom ook niet echt verrassend dat steeds meer mensen zogeheten smart drugs gebruiken om hiermee hun geestelijke capaciteiten op te voeren. Koffie is uiteraard een onschuldig voorbeeld, maar cognitie-bevorderende medicijnen rukken snel op.
Welke breindoping wordt veel gebruikt?
Modafinil. Modafinil wordt gewoonlijk voorgeschreven als middel tegen extreme slaperigheid. De stof stimuleert het aanmaken van noradrenaline en dopamine in de hersenen. Dit heeft als effect dat de gebruiker van modafinil zich beter kan concentreren, een beter werkgeheugen heeft en alerter is gedurende enkele uren. Om die reden is het goedje erg populair onder Britse studenten. Mogelijke bijwerkingen agressie, slapeloosheid en rusteloosheid. Volgens de Amerikaanse FDA: TEN, DRESS syndroom en Stevens-Johnson Syndroom
Methylfenidaat.
Dit goedje, beter bekend onder de merknaam Ritalin, heeft een vergelijkbare werking als modafinil, maar bereikt dit door de afbraak van noradrenaline en dopamine te blokkeren. Het wordt massaal voorgeschreven aan ADHD-kinderen (modebegrip voor hyperactieve kinderen) en werkt eveneens concentratiebevorderend.
Adderall. Adderall is een merknaam voor een mengsel van meerdere amfetaminezouten. Ook Adderall werkt door de heropname van dopamine en norepinefrine te blokkeren. Adderall heeft alle met amfetamine geassocieerde nadelen. De bloeddruk wordt verhoogd, wat een grotere kans op beroerten, hartaanvallen en het plotseling dood neervallen met zich meebrengt.
Zelf experimenteren is – zie de nare bijwerkingen – iets waar je heel goed over na moet denken. Deze medicijnen zijn alleen op recept te krijgen of via een illegale internetapotheek. Internetapotheken verkopen doorgaans rommel, vaak zelfs levensgevaarlijk. Alleen de internetapotheek NetPharm schijnt betrouwbare producten te leveren. Zij leveren de bovengenoemde geneesmiddelen echter niet.
Modafinil is een weinig gebruikt medicijn dat het werkgeheugen en concentratie verbetert. Je wordt er tijdelijk 'slimmer' van, als je de bijwerkingen voor lief neemt
‘Smart drugs heilzaam’
Anders Sandberg van het Future of Humanity Institute van de Britse Oxford-universiteit denkt dat de drugs per saldo gunstig werken. Hij staat op het punt een onderzoek in Duitsland te beginnen naar de effecten van een aantal geestversterkende middelen, waaronder twee hormonen: ghreline, wat het hongergevoel versterkt, en oxytocine, het ‘knuffelhormoon’. Hij denkt hiermee het morele gehalte van studenten te kunnen verbeteren. Maar of dit soort experimenten nu zo moreel verantwoord is?
Slikken of stikken?
De kans is groot dat er in de toekomst nog veel krachtiger middelen worden ontdekt om de geest te versterken. De gevolgen zullen ingrijpend zijn. Zullen bedrijven hun werknemers verplichten een pil te slikken die hun IQ tijdens hun werk met twintig punten verhoogt? Hierdoor zou je iemand met een MBO-denkniveau tijdelijk kunnen laten werken als een academicus of een academicus als een genie. Met alle nadelen van dien – probeer maar eens iets op te zetten bij Mensa. Of wordt er voor examens en sollicitatiegesprekken juist een bloedproef gedaan om te checken of de sollicitant geen doping heeft gebruikt? We kunnen er maar beter op tijd over nadenken.
Zelfs onze droomwereld is niet meer veilig voor onderzoekers. Innovatieve neurowetenschappers zijn er al eerder in geslaagd om de gedachten van wakende mensen te lezen[1]. Een team wil nu dezelfde methode gebruiken om te ontdekken wat voor dromen iemand droomt. Met succes…
Lucide dromers kunnen hun dromen sturen en zo de meest fantastische dingen meemaken.
Dromen bij vol bewustzijn
Michal Czich en Martin Dresler van het Max Planck Institut in München wilden ontdekken of dromen op dezelfde manier gelezen kunnen worden als bewuste gedachten overdag. Daarvoor lieten ze een batterij aan apparatuur om hersenen mee te lezen los op lucide dromers. Lucide dromers zijn in staat bewust te dromen, weten ook dat ze in een droomwereld rondlopen en kunnen hierin doen wat ze willen. Ideaal voor onderzoekers, immers mensen met een lucide droom kunnen achteraf precies zeggen wat ze meegemaakt hebben (of van tevoren vertellen wat ze mee willen maken).
Het tweetal slaagde er in zes lucide dromers te vinden die vrijwel elke nacht lucide droomden. Het team gebruikte een combinatie van MRI scannen en nabij-infrarood spectroscopie om de hersenactiviteit van elk persoon vast te leggen. De proefpersonen moesten achtereenvolgens hun vuist ballen als ze bij vol bewustzijn waren, zich voorstellen dat ze hun hand balden en in een lucide droom hun hand ballen.
Droomlees-apparatuur
Met polysomnografie stelde de groep vast of de vrijwilliger inderdaad in REM-slaap was (Rapid Eye Movement, de slaapperiode waarin we de meeste dromen hebben). Polysomnografie is een verzamelbegrip voor de hersenactiviteit meten, oogbewegingen vastleggen en de spieren van de kin waarnemen. Deze laatste verslappen tijdens de REM-slaap en vormen hiermee (met de karakteristieke snelle oogbewegingen) een duidelijk signaal.
Tegelijkertijd nam het team de hersenactiviteit van de dromers waar door een MRI scan of nabij-infrarood spectroscopie. Beide technieken laten zien welke onderdelen van het brein actief zijn. Elke deelnemer kreeg de opdracht, zijn ogen in de droom een afgesproken aantal keren naar links en naar rechts te bewegen. Dit is ook de enige spierbeweging waarmee droomwereld en echte wereld elkaar overlappen. Als de dromers in hun droom hun hand samenknepen, gebeurde dit in werkelijkheid niet.
Techniek werkt, maar uitvoering uiterst lastig
Het experiment bleek toch lastig uit te voeren. Het is niet makkelijk om in een MRI-scanner in slaap te vallen, REM-slaap te bereiken (wat diepe ontspanning vereist) en een lucide droomtoestand te bereiken die stabiel genoeg is om data te kunnen verzamelen, aldus Czisch. Als gevolg hiervan verzamelde het team alleen twee dromen, die door twee verschillende proefpersonen werden gedroomd. Toch slaagden de onderzoekers er in om de hersenactiviteit vast te leggen die gepaard gaat met het knijpen in de hand. Deze bleek sterk te lijken op de hersenactiviteit die ontstaat als je je voorstelt je hand samen te knijpen. Ook het werkelijke samenknijpen van de hand activeerde dezelfde hersengebieden, maar dan met een veel groter activeringsgebied in de hersenen. Hiermee hebben de onderzoekers naar eigen zeggen aangetoond dat het in principe mogelijk is om dromen te leren lezen door middel van het scannen van iemands brein. Collega Daniel Erlacher is het hier mee eens [3].
Ergens in Orwells apocalyptische roman 1984 veronderstelt hoofdpersoon Winston dat in ieder geval de paar kubieke centimeters van zijn brein nog vrij zijn. Ook dit laatste stukje privacy gaat er zo langzamerhand aan geloven. Wat zijn de gevolgen? Zou dit systeem in de toekomst ook gebruikt kunnen worden door politierechercheurs om de dromen van verdachten te kunnen lezen? Of door dictators, om politieke gevangenen te kunnen breken en uit te horen? Tijd voor een stevig ethisch debat wat mij betreft.
Als je heel diep doordenkt over de oorzaak van oorlogen en conflicten, ontstaan deze uiteindelijk uit verkeerde gedachten. Klaarblijkelijk heeft DARPA, de onderzoekspoot van het Amerikaanse leger, dat gedaan. Darpa vraagt nu wetenschappers om een methode te vinden om door propaganda gehersenspoelde terroristen op te sporen en ze met eigen boodschappen te bewerken.
Volgens Vincent Icke zijn veel politici vermomde buitenaardse reptielen. Als je dat gelooft, is de kans aanwezig dat je de behoefte hebt, met grof geweld de aarde te bevrijden van de buitenaardse indringers.
Trend: sociale netwerken en internet maken maatschappij steeds gevoeliger voor snelle vorming van ‘mobs’
Het is nu makkelijker dan ooit om snel een grote groep geestverwanten te vinden en deze te mobiliseren. Vrijwel iedereen zit dagelijks op internet, achter de pc of via een smartphone. Hierdoor is wat eerst bestond uit kleine sociale eilandjes, verandert in een oceaan van sociale contacten, die snel door bepaalde ontwikkelingen opgezweept kan worden. Stel dat er op internet een oproep gedaan zou worden om massaal je geld weg te halen van de banken onder de 146 grootste bedrijven en die onder te brengen bij de lokale Rabo, Triodos en ASN en heel veel mensen dat gaan doen, dan is de chaos voor de gevestigde orde compleet. De oproep van Lakeman om het geld van de bank te halen, was in feite de genadeslag voor DSB.
Dit zijn nog vrij onschuldige voorbeelden. Als een oproep wordt gedaan tot geweld of sabotage en miljoenen mensen geven daaraan gehoor, dan is de chaos compleet. Geen wonder dat de gevestigde orde hier doodsbang voor is, zeker na de Arabische lente, en dat Facebook-oprichter Mark Zuckerberg eregast was van de besloten Bilderberg-ontmoeting in 2011. Als een miljoen New Yorkers besluit dat het is afgelopen moet zijn met Wall Street en de zakenbankiers door de ruiten van het protserige Goldman Sachs hoofdkantoor in de Hudson gooit, dan is het ook fysiek afgelopen met ‘Wall Street’. De machtsvoorsprong die de elite op de “meute” heeft is aan het verdwijnen.
Propagandadetector om zelfontbranders op te sporen
Het programma heet “Narrative Networks”. Door te begrijpen hoe verhalen je geest vormen, hoopt het Pentagon een methode te vinden om uit te zoeken wie ten prooi is gevallen aan gevaarlijke ideeën, aldus een neurowetenschapper die betrokken is bij het project. Stel dat een bepaald kenmerk wordt gevonden waaraan alle gehersenspoelde extremisten voldoen, bijvoorbeeld hun lichaamstaal of stem, dan zouden vliegvelden hiermee alle potentiële terroristen kunnen taggen. Met deze kennis kan het leger ook groepen die vatbaar zijn voor propaganda van terroristen bestoken met zijn eigen antipropaganda.
Verhaal verandert geschiedenis
Verhalen zijn belangrijk in gevoelige situaties, aldus DARPA in een oproep aan onderzoekers om te reageren. Inderdaad heeft het Pentagon een indrukwekkende staat van dienst opgebouwd met allerlei propagandatactieken. Zo heeft het Amerikaanse leger vlak voor de Golfoorlog naar aanleiding van de inval in Koeweit, verhalen naar buiten gebracht over Koeweitse babies die uit couveuses werden gehaald, zodat deze naar Irak konden worden getransporteerd. Dit verhaal trok de publieke opinie over de streep. Achteraf bleek dit verhaal gelogen.
Veel opstanden breken uit naar aanleiding van een vaak partijdig verteld incident, dat als een vonk in het kruitvat werkt. Zo was het weigeren van een verkoopvergunning aan een Tunesische groentenverkoper, die zichzelf daarna uit protest in brand stak, de directe aanleiding voor de volksopstand in Tunesië (en hiermee van de golf van opstanden in de Arabische wereld). Een wat ouder voorbeeld: een verhaal, De Negerhut van Oom Tom, waarin Harriet Beecher Stowe uit de doeken deed hoe beestachtig zwarte slaven werden behandeld, was de directe aanleiding voor de anti-slavernijbeweging en daarmee de Amerikaanse Burgeroorlog. Kortom: een verhaal kan een uitwerking als een lawine hebben.
Geen wonder dat het Pentagon deze macht wil leren beheersen en niet alleen de wereldzeeën, maar ook de sociale oceaan wil controleren. Er is alleen een probleem. Wat het Pentagon hiervoor nodig heeft, is een soort internet-stasi. In de DDR werkte dat wel vrij aardig, ongeveer een op de tien Oost-Duitsers werkte voor de Stasi en de gemiddelde DDR-burger sidderde voor de alomtegenwoordige geheime dienst. In een vrij land is het een stuk lastiger om aan informanten te komen, dus het Pentagon moet hiervoor wel computertechniek gebruiken. Computers zijn ook veel gehoorzamer dan mensen. Daarmee kan het totale internetverkeer op subversieve teksten worden gescand.
Effect van vertellingen op de hersenen
DARPA organiseerde al in april 2011 een workshop, getiteld “Neurobiologie van vertellingen“. In de eerste achttien maanden van het programma moeten onderzoekers bestuderen hoe verhalen sociale netwerken infiltreren en onze hersenen beïnvloeden. Eén van de gestelde doelen is: “de functie te verkennen die vertellingen vervullen in het proces van politieke radicalisatie, en hoe deze de keuze voor een actievorm (zoals nietsontziend geweld) beïnvloeden om politieke doelen te bereiken.”
Een chip in je hersenen is de ultieme angst van de liefhebbers van samenzweringstheorieën. Kern van waarheid?
Als de wetenschappers er eenmaal in zijn geslaagd vast te stellen hoe vertellingen inwerken op onze neurochemie, zullen ze technieken ontwikkelen om invloeden van vertelsels te ontdekken. Deze technieken zullen negatieve gedragsuitkomsten voorkomen en positieve gedragsuitkomsten, zoals vertrouwen, bevorderen. Met de hulpmiddelen zullen dus potentiële Breiviks, Mohammed Bouyeri’s en Unabombers worden opgespoord en van het slechte pad worden afgehaald, door middel van de nieuwste neurologische technieken. Meneer Alfonso, u wordt niet van uw land gegooid door een bende ingehuurde boeven omdat een door Cargill ingehuurde politicus uw eigendomsakte heeft verdonkeremaand, maar omdat uw regio zich ontwikkelt en uw overgrootvader dankzij een foutje al die tijd gratis land heeft gehad. Als u nu rustig meekomt in ons busje voor een pijnloze operatie…
In de woorden van een onderzoeker die aan het programma deelneemt: “De overheid probeert al de boodschappen te controleren, waarom dan niet de wetenschap ontwikkelen om dit op een systematische manier te doen?”
In de tweede fase, die ook anderhalf jaar duurt, zal de verzamelde kennis gebruikt worden om “geoptimaliseerde prototype technologieën” te ontwikkelen in de vorm van documenten, software, hardware en apparaten. Bestaande technologie kan al doorgaans onzichtbare gezichtsuitdrukkingen analyseren en de verwijding van bloedvaten en oogpupillen meten. MRI scanners kunnen vaststellen welk deel van je hersenen oplicht als je een “opruiend” pamflet van bijvoorbeeld de Occupy beweging leest.
Onzichtbare scanners
Darpa’s ambities gaan verder. De organisatie wil apparaten laten ontwikkelen die de invloed van verhalen op onmerkbare wijze vaststelt. Denk aan internetfilters, een keyloggertje in je toetsenbord, spionagesoftware in je kekke smartphone of camera’s in openbare gebouwen.
Ben ik nou de enige die dit een behoorlijk akelig vooruitzicht vind? De meerderheid van de samenzweringstheorieën is lachwekkend makkelijk te ontkrachten voor wie een beetje zijn gezonde verstand gebruikt. Veel verhalen zijn dat echter niet, en vervullen juist een nuttige functie. Ze brengen misstanden, doofpotaffaires en machtsmisbruik aan het licht. Politiek is vaak een smerig bedrijf en alleen hoge ethische normen en een strenge controle houdt de misstanden binnen de perken.
De reden dat terroristen geweld gebruiken is domweg dat geweld vaak effectiever is dan praten. Wellicht is het verstandiger, praten te belonen en niet pas te gaan praten als de eerste doden zijn gevallen. Het Nederlandse poldermodel in plaats van het extreem agressieve Amerikaanse model, zeg maar.
En verder: een cursus logisch en kritisch nadenken op school verplicht stellen. Dat heeft natuurlijk wel een nadeel voor het gezag. Ook hun spin wordt zo snel ontkracht….
Het aardse magnetische veld dreunt nog na van een enorme klasse-X7 zonnestorm, die een zeer grote plasmawolk richting de aarde afvuurde. Volgens sommige onderzoekers braken de massale Londense rellen en plunderingen in de tweede week van augustus 2011 uit als gevolg van de enorme plasma-ontlading die 5 augustus 2011 de aarde raakte. Maar… hoeveel bewijs is er voor deze opmerkelijke theorie?
De zon als oorzaak voor rellen?
Iedereen wijst met de vinger – naar blunderende politici, criminelen, boze jongeren, incompetentie bij de Londense politie, Libische geheime agenten of hebberige bankiers. Zou de werkelijke oorzaak de zon zijn? Bekend is dat zich op de zon geregeld enorme ontladingen vormen – coronale massa-ejecties (CME’s). Deze worden vervolgens de ruimte in geslingerd. Al drie keer eerder waarschuwde NASA voor zonnestormen die elektriciteitscentrales en stroomverdeelpunten kunnen laten doorbranden. Het noorderlicht was tijdens de zonnestorm van 5 augustus 2011 tot in Centraal-Europa, waaronder Londen, te zien volgens NASA.
Waren de rellen in Londen het geval van de enorme zonnestorm vlak daarvoor?
Het aardmagnetisch veld vibreerde nog dagen na: de Schumann-resonanties, met pieken op 7,83 (fundamenteel),14.3, 20.8, 27.3 en 33.8 Hz worden actiever waardoor meer extreem laagfrequente radiostraling wordt uitgezonden (denk aan enkele trillingen per seconde). Deze frequenties komen overeen met de frequentie van bepaalde typen hersengolven (alfa-, beta- en thetafrequenties), die qua frequentie ongeveer in hetzelfde bereik liggen. Volgens sommige grenswetenschappers kunnen deze geomagnetische stormen mensen beïnvloeden, hun stemming veranderen en door effecten op de stofwisseling van het lichaam mensen aanzetten tot ‘negatief gedrag’. Volgens enkele studies worden meer mensen wegens een depressie in een inrichting opgenomen tijdens een geomagnetische storm. Ook neemt het aantal zelfmoorden toe en maken handelaren eerder pessimistische keuzes, aldus een studie van de Bank van Atlanta uit 2003[1].
Het scenario loopt dan ongeveer als volgt. Door de zonnestorm worden vatbare mensen, ongeveer tien tot vijftien procent van de bevolking [2], gespannen en negatief ingesteld. Door de schuldencrisis en de bezuinigingen is de stemming onder het grootste deel van de bevolking in Londense probleemwijken toch al beneden het nulpunt. Een rel lijkt veel op een bosbrand. Er moeten voldoende mensen in de buurt zijn die mee willen rellen om een opstootje totaal uit de hand te laten lopen. Door de zonnestorm is dit percentage veel hoger dan normaal, waardoor een handjevol relschoppers snel aan kan groeien tot een leger.
‘Zonnestormen beïnvloeden beurskoersen’
Ongebruikelijk hoge niveaus van geomagnetische activiteit hebben een negatief, statistisch en economisch significant effect op de beurskoersen van de week erna op alle Amerikaanse aandelenindexen, volgens het rapport van de Federal Reserve Bank in Atlanta[1].
Het kan natuurlijk puur toeval zijn dat dit een zeer enerverende week op de markten is geweest en dat het Verenigd Koninkrijk werd geteisterd door een golf van heftige rellen en plunderingen, maar de over het algemeen nogal bijgelovige marktvolgers (astrologen doen goede zaken bij beurshandelaren) zijn blij dat het ruimteweer daarna rustiger is geworden. Daarmee is niet gezegd dat het rustig blijft. De zon wordt nu steeds actiever en zal de meeste activiteit vertonen in 2013. Deze geomagnetische storm was dus duidelijk niet de laatste.
Klopt de theorie?
Op het eerste gezicht lijkt het verband absurd. Immers, de golven zijn extreem zwak. Er is echter de laatste jaren aangetoond dat de hersenen zwakke elektromagnetische velden opwekken en neuronen zich met behulp hiervan gelijkrichten. Zie dit artikel. Van onder meer sommige vogels weten we dat ze het aardmagnetisch veld kunnen waarnemen. Waarom zou de mens niet over vergelijkbare zintuigen kunnen beschikken? Uit onderzoek bij mensen afkomstig van natuurvolken die een zogeheten geografische taal spreken, is bekend dat ze een fabelachtig oriëntatievermogen hebben. Zelfs wanneer ze geblinddoekt zijn en rond werden gedraaid, konden ze nog het noorden aanwijzen. Ook het empirische bewijs voor psychische effecten van zonneuitbarstingen uit diverse onderzoeken, zie bronvermeldingen, is indrukwekkend. Zouden de wijdverbreide plunderingen mede veroorzaakt zijn door een hersenblackout? Een mogelijkheid die het op zich waard is nader onderzocht te worden.
Zet de schakelaar aan en de ratten onthouden. Zet de schakelaar uit en de ratten vergeten, aldus Theodore Berger van de afdeling Biomedische Techniek van de USC Viterbi School of Engineering. Komt er nu een geheugenprothese, of gaat de geheime dienst hier misbruik van maken?
Hersenspoelen
Het is een huiveringwekkende scène van George Orwell’s boek 1984. De hoofdpersoon, Winston, wordt in een heropvoedingskliniek door middel van een schokje ‘verlost’ van herinneringen die de dictatuur niet aanstaan. Gelukkig bleken Orwells sombere voorspellingen niet uit te komen. De Sovjetunie viel uiteen, de westerse wereld (en het grootste deel van de rest van de wereld) zijn nu vrij en er zijn nog maar een handjevol dictaturen over: China, Noord-Korea, Myanmar, Sudan, Saoedi-Arabië en Iran, bijvoorbeeld. Maar toch. De techniek is sinds Orwell zijn boek in 1948 publiceerde, flink voortgeschreden. Waarschijnlijk zal een dictatoriaal regime smullen van deze nieuwe ontdekking.
Herinneringen uit- en aanschakelen op commando
Veel onderzoekers doen hersenonderzoek aan ratten. Zal hiermee een geheugenprothese ontwikkeld kunnen worden?
Berger is de hoofdauteur van een artikel dat wordt gepubliceerd in het Journal of Neural Engineering. Zijn team werkte samen met wetenschappers van Wake Forest University. Hierbij bouwden ze voort op recente ontdekkingen over de functie van de hippocampus en de rol daarvan bij leren. De hippocampus is een hersengebied dat de linker- en de rechter hersenhelft met elkaar verbindt.
In het experiment lieten de onderzoekers ratten een taak leren. Als ze twee hefbomen in de juiste volgorde overhaalden, kregen ze een beloning. Het team stelde vast in welke delen van de rattenhersenen impulsen ontstonden met behulp van elektroden in de hersenen. Twee onderdelen van de hippocampus, bekend als CA3 en CA4, vertoonden veranderingen in hun activiteit. Al eerder was bekend dat tijdens het leerproces de hippocampus korte-termijn geheugen in lange-termijn herinneringen omzet.
“Geen hippocampus,” aldus Berger, “betekent geen lange-termijn geheugen maar nog steeds korte-termijn geheugen.” CA3 en CA1 werken samen om lange-termijn herinneringen op te slaan, liet eerder onderzoek zien.
Deze nieuwe geheugentechniek is zo krachtig dat geheime diensten zeer geïnteresseerd zullen zijn.
In een spectaculaire demonstratie blokkeerden de onderzoekers de normale neurale interacties tussen de twee gebieden met een farmacologisch actieve stof. De eerst getrainde ratten toonden niet meer het lange-termijn geleerde gedrag.
“De ratten wisten nog steeds dat ze eerst links moesten indrukken, dan rechts en andersom,” aldus Berger. “En ze wisten ook nog steeds in het algemeen dat ze hendels over moesten halen voor water, maar ze konden zich alleen vijf of tien seconden herinneren of ze links of rechts hadden ingedrukt.”
Geheugenprothese
Het team ging verder en ontwikkelde een kunstmatige hippocampus: een systeem dat het interactiepatroon tussen CA3 en CA1 kon dupliceren. En inderdaad: het lange-termijn geheugen keerde terug bij de farmacologisch geblokkeerde ratten toen het team de elektronica activeerde die de functie van CA1 en CA3 overnam. Ook liet het team zien dat als de neuroprothese in dieren met een normaal functionerende hippocampus werd geïmplanteerd, het toestel in feite het geheugen van normale ratten kon versterken. Met andere woorden: een geheugenprothese. Voor ratten, althans.
De volgende stap volgens Berger en Deadwyler zullen pogingen zijn om de resultaten met ratten in apen te herhalen. Het doel is uiteindelijk geheugenprotheses te ontwikkelen die menselijke slachtoffers van de ziekte van Alzheimer, beroerte of hersentrauma kunnen ondersteunen.
Laten we hopen dat deze krachtige techniek inderdaad alleen voor dit menslievende doel gebruikt wordt en niet om bijvoorbeeld extreme herinneringen in Manchurian Candidates te plaatsen…
