Een groep van samenwerkende wetenschappers is een project gestart waarbij ze ernaar streven om het gezichtsvermogen van blinden te herstellen met behulp van elektrische stimulatie van de Hersenen. Aan het project nemen wetenschappers van het Nederlands Herseninstituut, de Radboud Universiteit en vijf andere Europese organisaties deel. De coördinatie van het project is in handen van de Universiteit van Zürich.
In totaal werken verschillende teams van zeven Europese Universiteiten en onderzoeksinstellingen aan het project voor elektrische stimulatie van de hersenen waardoor blinden weer moeten kunnen zien. Het betreft teams van organisaties die beschikken over expertise op het gebied van kunstmatige neurale netwerken, 'deep learning', hersenonderzoek, materiaalkunde, en het ontwerp van microsystemen.
De teams gaan gezamenlijk werken aan de ontwikkeling van een technologie die blinden een rudimentaire vorm van zien terug te geven. Dat moet gerealiseerd worden door elektrische stimulatie van de visuele hersenschors. Dit is een belangrijk hersengebied voor het gezichtsvermogen.
Prothese voor elektrische stimulatie
Daarvoor willen de wetenschappers een prothese ontwikkelen met duizenden elektroden. Die prothese wordt vervolgens aangedreven door camerabeelden via een computer. Dergelijke systemen bestaan al, maar deze kunnen slechts een klein aantal hersencellen stimuleren en hebben een levensduur van enkele maanden tot maximaal een jaar.
"We streven naar een prothese met meer dan duizend elektroden, die vele jaren, zelfs decennia zal blijven werken. We hebben een sterk team met internationale partners die diverse relevante expertises vertegenwoordigen. Ik verwacht veel van dit team, dat nieuwe technologische doorbraken zal bereiken, zodat een aantal gevolgen van blindheid zullen verbeteren", aldus Pieter Roelfsema, projectleider en directeur van het Nederlands Herseninstituut.
Innovatie en doorbraken
Om zenuwcellen in de hersenen te kunnen stimuleren moeten dunne, flexibele elektroden ontwikkeld worden die ervoor zorgen dat weefselschade tot een minimum beperkt blijft. Ook moet de coating van de elektroden verbeterd worden. Om deze innovatie mogelijk te maken zullen bovendien nieuwe microchips ontwikkeld moeten worden.
De ontwikkeling van de nieuwe generatie flexibele elektroden die door toekomstige blinde gebruikers misschien wel tientallen jaren gebruikt kunnen worden, zal gedaan worden door het team van Pieter Roelfsema en Xing Chen bij het Nederlands Herseninstituut. Het testen van de nieuwe elektroden wordt samen met de projectpartners uitgevoerd. "Onze resultaten zijn niet alleen van toepassing zijn op visuele protheses, maar kunnen mogelijk ook verbeteringen op het vlak van andere hersenprothesen mogelijk maken omdat ze een langdurige implantatie mogelijk maken", zegt Xing Chen, Post-doc onderzoeker bij het Nederlands Herseninstituut.
Verwacht wordt ook dat het project tot doorbraken zal leiden op het gebied van kunstmatige neurale netwerken die getraind zijn met ‘deep learning’. De netwerken sturen alleen de meest relevante visuele informatie van een camera door naar de hersenen. Hierdoor kan een blind persoon objecten en gezichtsuitdrukkingen herkennen en door onbekende omgevingen navigeren.
Horizon 2020
De financiering van het project wordt verzorgd in het kader van Horizon 2020. Dit Europese initiatief is in het leven geroepen voor het stimuleren van wetenschap en innovatie in het bedrijfsleven en de academische wereld. Zo wil de EU het bedrijfsleven en de academische wereld uitdagen om samen oplossingen te bedenken voor maatschappelijke vraagstukken die in heel Europa spelen en het concurrentievermogen van Europa vergroten.
Het verkrijgen van financiële steun van de Europese Unie vereist excellente wetenschap op innovatieve en veelbelovende interdisciplinaire onderzoeksgebieden die nieuwe en relevante ideeën opleveren voor het bedrijfsleven en de samenleving. Het internationale project Neural Active Visual Prosthetics for Restoring Function (NeuroViPeR) voldoet aan al deze criteria en heeft een EU-onderzoekssubsidie van in totaal 4 miljoen euro voor vier jaar ontvangen. Het project gaat van start op 1 september 2020.
