• WIRED
  • Longreads
  • De neuroloog die zichzelf liet opereren, en bijna zijn verstand verloor

De neuroloog die zichzelf liet opereren, en bijna zijn verstand verloor

WIRED | New York | Daniel Engber | 22 mei 2021

De Amerikaanse neuroloog Phil Kennedy droomt ervan om cyborgs te creëren door elektroden in menselijke hersenen te implementeren. Omdat hij geen proefkonijn kan vinden, besluit hij zelf onder het mes te gaan. Maar dat pakt anders uit dan verwacht.

Keuze uit ons archief

360 is altijd gefascineerd door de laatste ontwikkelingen op het gebied van technologie en medische wetenschap, en door welke goede én slechte gevolgen die kunnen hebben.

Dit artikel verscheen eerder in nr. 97 van 360 Magazine, april 2016.

De hersenoperatie nam elfenhalf uur in beslag. Er werd begonnen op de middag van 21 juni 2014, en de operatie duurde tot aan de Caribische zonsopgang de volgende dag. Die middag, toen de verdoving was uitgewerkt, kwam de neurochirurg de kamer in, nam de bril met metalen montuur van zijn neus, hield hem vlak voor het gezicht van de patiënt en zei: ‘Hoe noemen we dit?’

Phil Kennedy keek een paar tellen naar de bril. Toen gleed zijn blik naar het plafond, vervolgens naar de televisie. ‘Eh… eh… ai… aiee,’ stamelde hij na een poosje. ‘… aiee… aiee… aiee.’

‘Maak je niet druk, neem de tijd,’ zei de chirurg, Joel Cervantes, die zijn uiterste best deed rust uit te stralen. Opnieuw probeerde Kennedy antwoord te geven. Het leek alsof hij alle macht probeerde zijn hersenen aan de praat te krijgen, als iemand met keelpijn die grote moeite heeft met slikken.

Ondertussen werd de chirurg beheerst door de pijnlijke gedachte: ‘Ik had dit nooit moeten doen’.

’s Werelds eerste cyborg

Kennedy was een paar dagen eerder geland op het vliegveld van Belize – een aantrekkelijke, intelligente, precieze man van 66 met het wat afstandelijke, zelfverzekerde uiterlijk van een tv-dokter. Er was niets met hem aan de hand, er was geen enkele medische reden voor Cervantes om zijn schedel open te leggen. Maar Kennedy wilde een hersenoperatie ondergaan en hij was bereid daar dertigduizend dollar voor neer te tellen.

Voor het eerst in de geschiedenis was iemand in staat te communiceren via een brein-computerinterface

Kennedy was in het verleden zelf een beroemd neuroloog geweest. Eind jaren negentig had hij de wereldpers gehaald toen hij een aantal elektroden had geïmplanteerd in het hoofd van een verlamde man met het locked-insyndroom, waarna hij de man leerde met zijn gedachten een computercursor te bedienen. Kennedy noemde zijn patiënt ’s werelds eerste cyborg, en de media gaven hoog op van dit kunststukje: voor het eerst in de geschiedenis was iemand in staat te communiceren via een brein-computerinterface. Vanaf dat moment stond Kennedy’s hele leven in het teken van zijn droom om meer en betere cyborgs te maken en een manier te ontwikkelen om iemands gedachten volledig te digitaliseren.

We schrijven de zomer van 2014. Kennedy heeft besloten dat hij zijn project alleen verder kan ontwikkelen wanneer hij het persoonlijk maakt. Om een doorbraak te forceren zal hij zich toegang moeten verschaffen tot een menselijk brein. Dat van hemzelf.

Zodoende vliegt Kennedy naar Belize teneinde een operatie te ondergaan. Paul Powton, een plaatselijke sinaasappelboer en voormalig nachtclubeigenaar, ontfermt zich over de logistieke aspecten van Kennedy’s operatie, en Cervantes – de eerste uit Belize afkomstige neurochirurg – hanteert de scalpel. Powton en Cervantes zijn de oprichters van Quality of Life Surgery, een medische toeristenkliniek die chronische pijn en rugproblemen behandelt, en die tegenwoordig ook is gespecialiseerd in buikwandcorrecties, neusoperaties, liposuctie bij mannenborsten en andere cosmetische ingrepen.

‘Ik had het gevoel van: wat hebben we in godsnaam gedaan?’

Aanvankelijk lijkt de operatie waarvoor Kennedy Cervantes in de arm heeft genomen – het implanteren van een stel elektroden met een behuizing van glas en goud, vlak onder het oppervlak van zijn eigen hersenen – goed te verlopen. Tijdens de operatie zelf zijn er weinig bloedingen. Maar het herstel wordt getekend door problemen. Na twee dagen zit Kennedy op de rand van zijn bed wanneer ineens zijn kaken beginnen te knarsen en te klapperen, en een van zijn handen begint te trillen. Powton is bang dat de aanval Kennedy een paar tanden zal kosten.

Ook de taalproblemen houden aan. ‘Hij was niet meer te volgen,’ zegt Powton. ‘Hij was zich aan de lopende band aan het verontschuldigen, “sorry, sorry”, omdat hij niets anders kon zeggen.’ Kennedy kan nog wel lettergrepen zeggen, en wat losse woorden, maar hij lijkt het cement te zijn verloren dat alles aan elkaar moet plakken tot begrippen en zinnen. Wanneer Kennedy een pen pakt en probeert een briefje te schrijven, verschijnen er willekeurige letters op het papier.

Aanvankelijk is Powton onder de indruk van wat hij Kennedy’s Indiana Jones-benadering van de wetenschap noemt: afreizen naar Belize, de standaardregels van wetenschappelijk onderzoek aan zijn laars lappen, zijn eigen hersenen in de waagschaal stellen. En nu lijkt hij duidelijk locked-in. ‘Ik was bang dat we onherstelbare schade hadden aangericht,’ zegt Powton. ‘Het gevoel van: wat hebben we in godsnaam gedaan?’

Natuurlijk kende de in Ierland geboren Amerikaanse arts de gevaren veel beter dan Powton en Cervantes. Het was tenslotte Kennedy zelf die de elektroden met hun behuizing van glas en goud had ontwikkeld en die ze bij een handvol anderen had geïmplanteerd. De vraag was dus niet zozeer wat Powton en Cervantes Kennedy hadden aangedaan – maar eerder wat Phil Kennedy zichzelf had aangedaan.

© Dan Winters
© Dan Winters

Al zo lang er computers zijn, zijn er ook mensen die op zoek zijn naar manieren om ze aan te sturen met onze eigen hersenen. In 1963 liet een wetenschapper van Oxford University weten een manier te hebben gevonden om menselijke hersengolven een eenvoudige diaprojector te laten bedienen. Ongeveer in diezelfde periode haalde José Delgado, een Spaanse neurochirurg van Yale University, de krant met een spectaculaire demonstratie in een stierenvechtarena in Córdoba.

Delgado had een apparaat ontwikkeld, door hem een stimoceiver genoemd – een radiografisch bestuurd hersenimplantaat dat neurale signalen kon oppikken en de cortex kleine schokjes kon toedienen. Toen Delgado de arena betrad zwaaide hij met een rode doek om de stier uit zijn tent te lokken. Toen het dier aanviel drukte Delgado op twee knoppen van zijn zendertje. De eerste knop gaf een schokje aan de nucleaus caudatus, waardoor de stier tot stilstand kwam. Door de tweede knop draaide het dier zich om en sjokte weg in de richting van de muur.

‘De vraag is wat voor soort mensen we, in het ideale geval, willen creëren’

Delgado droomde ervan zijn elektroden rechtstreeks aan te sluiten op de gedachten van de mens: om die te kunnen lezen, te kunnen veranderen, te kunnen verbeteren. ‘Het menselijk ras staat op een evolutionair keerpunt. Het zal niet lang meer duren of we beschikken over de macht om onze eigen mentale functies vorm te geven,’ zei hij in 1970 tegen The New York Times, nadat hij zijn implantaten had uitgeprobeerd op mensen met een geestesziekte. ‘De vraag is wat voor soort mensen we, in het ideale geval, willen creëren.’

Het zal nauwelijks verbazing wekken dat het werk van Delgado veel mensen angst inboezemde. In de jaren die volgden zou zijn programma steeds meer in de verdrukking komen: het werd meer en meer omstreden, het werd steeds lastiger om aan geld te komen, en het onderzoek werd bemoeilijkt door de complexiteit van de hersenen, die niet zo makkelijk aan de praat bleken te krijgen als Delgado had verwacht.

Ondertussen gingen wetenschappers met een iets minder hoog ambitieniveau – wetenschappers die enkel de signalen van de hersenen wilden decoderen, zonder via de neuronen de hele beschaving te willen sturen – door met het bedraden van de hersenen van laboratoriumdieren. Rond 1980 hadden neurowetenschappers ontdekt dat wanneer je een implantaat gebruikt om signalen op te vangen van groepen cellen in bijvoorbeeld de motorische schors van een chimpansee, je ook een middeling kunt maken van al die vuursignalen bij elkaar. Daaruit kun je afleiden hoe het dier een bepaald ledemaat wil gaan bewegen. Velen zagen dit als een eerste belangrijke stap op weg naar door de hersenen aangestuurde protheses bij de mens.

Maar aan de traditionele hersenelektrode-implantaten die in veel onderzoek werden gebruikt kleefde een belangrijk bezwaar: de signalen die ze oppikten waren notoir instabiel. Omdat de hersenen een geleiachtige structuur hebben drijven cellen soms weg terwijl ze worden gemonitord, of ze sterven af ten gevolge van het letsel dat ze hebben opgelopen nadat ze in aanraking zijn gekomen met een scherp stukje metaal. Uiteindelijk kunnen de elektroden zo vol komen te zitten met aangekoekt littekenweefsel dat de signalen volledig wegvallen.

Hij kwam op het idee om de hersenen ín de elektrode te trekken

Phil Kennedy’s grote doorbraak – het bepalende moment in zijn carrière in de neurochirurgie, dat uiteindelijk het pad zou effenen naar een operatietafel in Belize – begon als een zoektocht naar de oplossing voor dit basale bio-engineeringprobleem. Hij kwam op het idee om de hersenen ín de elektrode te trekken en de elektrode op die manier stevig te verankeren in het brein. Daartoe bevestigde hij de uiteinden van enkele draden met tefloncoating in een hol, glazen buisje. In datzelfde buisje bracht hij een andere essentiële component in: een flintertje van de grote beenzenuw. Dit minieme stukje biomaterie diende om het neurale weefsel eromheen te activeren en te zorgen dat plaatselijke cellen met microscopische tentakels in die behuizing zouden dringen.

Kennedy prikte geen elektriciteitsdraadjes in de hersenschors, maar hij probeerde zenuwcellen zover te krijgen dat ze hun slierterige aangroeisels om het implantaat heen slingerden en het op die manier op zijn plaats hielden – enigszins vergelijkbaar met een houten lattenwerk dat is ingekapseld door klimop. (Bij mensen verving hij het stukje bovenbeenzenuw door een chemische cocktail waarvan bekend is dat hij de neurale groei stimuleert.

Het glazen buisje bleek ongekende voordelen te bieden. Onderzoekers konden hun bedrading nu langere tijd laten zitten. In plaats van fragmentarische informatie van de hersenactiviteit in het laboratorium, konden ze nu een leven lang luisteren naar het elektronische gebrabbel van de hersenen.

Kennedy noemde zijn ontdekking de neurotropische elektrode. Niet lang nadat hij deze had ontwikkeld nam hij ontslag bij Georgia Tech en zette een biotechnologisch bedrijfje op, Neural Signals geheten. In 1996, na jaren van onderzoek met dieren, kreeg Neural Signals toestemming van de FDA om Kennedy’s elektroden te gebruiken bij mensen, als een mogelijk laatste redmiddel voor mensen die op geen enkele andere manier nog konden bewegen of praten. En in 1998 namen Kennedy en zijn medische compagnon, de aan Emory University verbonden neurochirurg Roy Bakay, de patiënt aan die hen wereldfaam zou verlenen binnen de wetenschap.

Twee keer voor ja en één keer voor nee

Johnny Ray was een 52-jarige aannemer en Vietnamveteraan die een beroerte had gekregen onder in zijn hersenen. Als gevolg daarvan was hij aan bed gekluisterd, lag hij aan de beademing en was hij volkomen verlamd, afgezien van een licht trekken met zijn gezicht en zijn schouder. Hij kon antwoord geven op eenvoudige vragen door twee keer met zijn ogen te knipperen voor ‘ja’ en één keer voor ‘nee’.

Aangezien Rays hersenen op geen enkele manier in staat waren signalen door te geven aan zijn spieren, probeerde Kennedy Rays hoofd te bedraden om hem te helpen communiceren. Kennedy en Blake implanteerden elektroden in Rays primaire motorische schors, het weefsel dat elementaire, bewuste bewegingen coördineert. (Ze vonden de precieze plek door Ray eerst in een MRI-scanner te leggen en hem te vragen zich voor te stellen dat hij zijn hand bewoog. Vervolgens brachten ze het implantaat aan op de plek die het felst oplichtte op zijn MRI-scans.) Toen de buisjes eenmaal op hun plek zaten sloot Kennedy ze aan op een zendertje dat hij aan de bovenkant van Rays schedel had ingebracht, net onder de hoofdhuid.

Kennedy was drie keer per week met Ray in de weer. Hij probeerde de golven van zijn motorische schors te decoderen en vervolgens om te zetten in bewegingen. Gaandeweg leerde Ray de signalen van zijn implantaat reguleren door middel van gedachten. Wanneer Kennedy hem aansloot op een computer was hij in staat op die manier een cursor op een scherm te besturen (zij het alleen op een lijn van links naar rechts). Vervolgens bewoog hij zijn schouder om een muisklik in gang te zetten. Op deze manier kon Ray letters aanwijzen op een toetsenbord op het scherm, en al doende was hij in staat heel langzaam woorden te spellen.

‘Dit is echt spectaculair, een beetje Star Wars-achtig,’ zei Bakay in oktober 1998 tegen een publiek van collega-neurochirurgen. Een paar weken later presenteerde Kennedy de resultaten op het jaarlijkse congres van de Society for Neuroscience.

Het Verbazingwekkende Verhaal van Johnny Ray – ooit locked-in, nu in staat om te communiceren – was voldoende om overal ter wereld de pers te halen. In december dat jaar waren zowel Bakey als Kennedy te gast in [het populaire ochtendprogramma] Good Morning America. In januari 1999 werd over hun experiment geschreven in The Washington Post. ‘Terwijl Philip R. Kennedy, arts en uitvinder, een verlamde man in staat stelt met zijn gedachten een computer te besturen’, begint het artikel, ‘lijkt het er even op dat er geschiedenis wordt geschreven in dit ziekenhuis, en dat Kennedy zich wel eens zou kunnen ontpoppen tot een tweede Alexander Graham Bell [Schots-Amerikaans uitvinder (1847-1922), oprichter van telefoonmaatschappij Bell].’

Spraakprothese

In de nasleep van het succes met Johnny Ray leek Kennedy nu echt voor een doorbraak te staan. Maar toen hij samen met Bakay implantaten aanbracht bij twee andere patiënten met het locked-insyndroom, in 1999 en 2002, gaf dat het project geen vleugels. (Bij de ene patiënt wilde de incisie niet dichtgroeien en moest het implantaat worden verwijderd; bij de andere patiënt was het ziekteverloop zo agressief dat Kennedy’s neurale opnamen nauwelijks enige waarde hadden.) Ray zelf overleed in het najaar van 2002, aan de gevolgen van een hersenaneurysma.

Ondertussen werd in andere laboratoria wel vooruitgang geboekt met hersengestuurde prothesen, maar daar werden meestal andere materialen gebruikt – gewoonlijk kleine matjes, van een paar millimeter doorsnede, met daarop tientallen draadjes die in de hersenen worden geprikt. In de afmetingenoorlog die wordt gevoerd binnen de wereld van de neurale implantaten leken de glasbuisjeselektroden van Kennedy steeds meer de positie in te nemen van de Betamax-banden: een bruikbare, veelbelovende technologie die uiteindelijk niet levensvatbaar bleek.

Het menselijk spraakvermogen is oneindig veel gecompliceerder dan het bewegen van een ledemaat

Het verschil tussen Kennedy en de andere wetenschappers die met hersengestuurde interfaces werkten, zat hem niet alleen in de hardware. Het merendeel van zijn collega’s richtte zich op een enkel model van neuraal aangestuurde prothesen, het soort dat het Pentagon wilde financieren via Darpa: een implantaat dat een patiënt (of een gewonde veteraan) zou kunnen helpen bij het leren functioneren met kunstledematen. In 2003 was een laboratorium van Arizona State University erin geslaagd bij een aap implantaten aan te brengen die het dier in staat stelden met behulp van een hersengestuurde robotarm een sinaasappelpartje naar zijn mond te brengen. Enkele jaren later lieten onderzoekers aan Brown University weten dat twee verlamde patiënten hadden geleerd met hun implantaten een robotarm te bedienen, en wel met een dermate grote precisie dat ze een slok koffie uit een fles konden nemen.

Maar Kennedy was minder geïnteresseerd in robotarmen dan in de menselijke stem. Rays met de geest bestuurde cursor had laten zien dat mensen met het locked-insyndroom hun gedachten kenbaar konden maken via een computer, ook al sijpelden die gedachten naar buiten met een slakkengangetje van drie tekens per minuut. Stel dat Kennedy een hersen-computerinterface zou weten te maken die net zo vloeiend zou functioneren als het spraakvermogen van gezonde mensen?

In veel opzichten had Kennedy zichzelf een veel grotere uitdaging gesteld. Het menselijk spraakvermogen is oneindig veel gecompliceerder dan het bewegen van een ledemaat.

Wat wij als een heel basale handeling beschouwen – het formuleren van woorden – vereist een gecoördineerde samentrekking en ontspanning van meer dan honderd verschillende spieren, variërend van de spieren van het middenrif tot de spieren in tong en lippen. Om een goed functioneerde spraakprothese te maken, zoals Kennedy voor ogen stond, zou een onderzoeker een manier moeten zien te vinden om met behulp van een handvol elektroden af te lezen hoe al die ingewikkelde processen in elkaar grijpen om gesproken taal voort te brengen.

© Dan Winters
© Dan Winters

In 2004 probeerde Kennedy iets nieuws, toen hij zijn implantaten inbracht in de hersenen van nog iemand met het locked-insyndroom. Het betrof een betrekkelijk jonge man, Erik Ramsey, die als gevolg van een auto-ongeluk een beschadigde hersenstam had, net als Johnny Ray. Dit keer brachten Kennedy en Bakay de elektroden niet aan in het deel van de motorische schors dat de armen en de handen aanstuurt. Nu duwden ze de elektroden dieper naar binnen, door het hersenweefsel heen dat als een band om de grote hersenen loopt. Aan de onderkant van dit gebied ligt een groepje neuronen dat signalen stuurt naar de lippen en de kaak en de tong en het strottenhoofd. Daar werd Ramseys implantaat ingebracht, op zes millimeter diepte.

Met dit apparaatje leerde Kennedy Ramsey eenvoudige klanken voortbrengen met behulp van een synthesizer. Maar Kennedy kon met geen mogelijkheid weten hoe Ramsey zich werkelijk voelde, of wat er precies in zijn hoofd omging. Ramsey kon antwoord geven op ja/nee-vragen door naar boven of naar beneden te kijken, maar deze methode leverde problemen op, omdat Ramsey last had van zijn ogen. Ook vielen de taaltesten op geen enkele manier te controleren. Hij had Ramsey gevraagd aan bepaalde woorden te denken terwijl hij de signalen van Ramseys hersenen vastlegde – maar Kennedy kon natuurlijk onmogelijk weten of Ramsey die woorden ‘echt’ had gezegd, in zijn gedachten.

Ramseys gezondheid ging achteruit, en ook de elektroden van het implantaat in zijn hoofd werden er niet beter op. Naarmate de jaren verstreken kwam Kennedy’s onderzoek in de knel. Beurzen werden stopgezet, hij moest zijn onderzoekers en laboratoriummedewerkers de wacht aanzeggen; zijn compagnon, Baker, overleed. Kennedy werkte nu alleen, of met een tijdelijk ingehuurde medewerker. (Hij werkte ook nog in zijn neurologische kliniek, waar hij tijdens de gewone werkuren patiënten behandelde.) Hij was ervan overtuigd dat er weer een doorbraak zou volgen als hij maar een nieuwe patiënt zou weten te vinden – het liefst iemand die hardop kon praten, in ieder geval in het begin.

Door zijn implantaat te testen bij iemand die, bijvoorbeeld, in het eerste stadium zat van een degeneratieve neurologische aandoening als ALS, zou hij de signalen van neuronen kunnen vastleggen terwijl de patiënt in kwestie praatte. Op die manier zou hij de correlatie kunnen achterhalen tussen elke afzonderlijke klank en de neurale signalen. Hij zou de tijd hebben om zijn spraakprothese te trainen – om het algoritme te verfijnen dat was bedoeld om de hersenactiviteit te decoderen.

Maar nog voor Kennedy een ALS-patiënt had weten te vinden trok de FDA de vergunning voor zijn implantaten weer in. Met de nieuwe regels, zegt Kennedy, moest hij eerst aantonen dat de implantaten veilig en steriel waren – een vereiste waaraan hij niet kon voldoen zonder financiering, die hij niet had –, voordat hij zijn elektroden bij mensen mocht inbrengen.

Wat kan het mij ook schelen, dacht hij. Ik probeer het gewoon op mezelf uit

Maar daarmee was Kennedy’s ambitie nog niet verdwenen – integendeel, die was sterker dan ooit. In het najaar van 2015 bracht hij in eigen beheer een sciencefictionroman uit, 2051 geheten, waarin het verhaal wordt verteld van Alpha, een in Ierland geboren neurale-elektrodenpionier, zoals Kennedy zelf. Deze Alpha was, op de leeftijd van 107, hét voorbeeld van het succes van zijn eigen technologie: een brein dat is geïmplanteerd in een zestig centimeter grote life support-robot. De roman schetst in grote lijnen Kennedy’s droom: zijn elektroden zouden niet alleen een middel zijn om patiënten met het locked-insyndroom in staat te stellen om te communiceren, maar ze zouden ook de motor vormen van een betere, computergestuurde toekomst waarin mensen zouden voortleven als een brein in een metalen behuizing.

Tegen de tijd dat Kennedy’s roman uitkwam, wist hij ook al wat zijn volgende zet zou worden. De man die beroemd was geworden met het implanteren van de allereerste hersen-computercommunicatie-interface in een menselijke patiënt, zou weer iets doen wat nog nooit eerder was gedaan. Alle andere mogelijkheden waren uitgeput. Wat kan het mij ook schelen, dacht hij. Ik probeer het gewoon op mezelf uit.

Tweede operatie

Een paar dagen na de operatie in Belize brengt Powton zijn dagelijkse bezoek aan het onderkomen waar Kennedy herstellende is van de operatie; een schitterende witte villa op loopafstand van de Caribische Zee. Kennedy’s herstel verloopt moeizaam: hoe meer hij zijn best doet om te praten, hoe meer hij locked-in lijkt. En het wordt duidelijk dat er niemand uit de Verenigde Staten zal komen om de dokter over te nemen uit de handen van Powton en Cervantes. Powton heeft Kennedy’s verloofde gebeld en haar verteld over de complicaties. Ze reageerde weinig toeschietelijk. ‘Ik heb geprobeerd het hem uit zijn hoofd te praten, maar hij wilde niet luisteren,’ zegt ze.

Tijdens dit bezoek is er echter ineens een lichtpuntje. Het is een warme dag en Powton heeft een glas koele citroendrank meegenomen voor Kennedy. De twee mannen gaan de tuin in, waar Kennedy zijn hoofd in zijn nek legt en een tevreden zucht slaakt. ‘Heerlijk,’ flapt hij eruit na zijn eerste slok.

Kennedy blijft moeite houden om de juiste woorden te vinden – hij kijkt bijvoorbeeld naar een potlood en zegt pen – maar hij gaat wel steeds vloeiender praten. Zodra Cervantes het idee heeft dat zijn cliënt weer voor ongeveer de helft de oude is, ontslaat hij hem uit de kliniek. Zijn enige angst, dat hij Kennedy voor het leven heeft beschadigd, blijkt niet bewaarheid. Het verlies aan talig vermogen waardoor de patiënt enige tijd locked-in was, bleek slechts een symptoom van een postoperatieve zwelling in de hersenen. Nu die onder controle is, zal het allemaal goed komen.

Een paar dagen later is Kennedy weer aan het werk in zijn spreekkamer. De duidelijkste overblijfselen van zijn Midden-Amerikaanse avontuur zijn wat aanhoudende uitspraakproblemen en de aanblik van een kaalgeschoren hoofd met een verband. Dat verbergt hij echter geregeld onder een veelkleurige hoed uit Belize. De paar maanden die volgen blijft Kennedy medicijnen gebruiken die moeten voorkomen dat hij een attaque krijgt, en ondertussen wacht hij tot zijn neuronen de drie elektrodenbuisjes in zijn schedel zijn binnengedrongen.

In oktober van datzelfde jaar vliegt Kennedy terug naar Belize om een tweede operatie te laten uitvoeren, dit keer om een inductiespoeltje en een zendertje te laten bevestigen aan de draadjes die uit zijn hersenen komen. De operatie verloopt probleemloos, al krabben Powton en Cervantes zich achter de oren als ze zien welke onderdelen Kennedy in zijn hersenen wil laten implanteren. ‘Ik keek ervan op dat ze zo groot waren,’ zegt Powton. De elektronica ziet er tamelijk log uit, een beetje retro. Powton, die in zijn vrije tijd wat met drones knutselt, kan nauwelijks geloven dat iemand zo’n ouderwets geval in zijn schedel wil laten naaien. ‘Ik had echt zoiets van: Jezus man, heb je nog nooit van micro-elektronica gehoord?’

Zodra Kennedy voor de tweede keer huiswaarts keert na zijn reis naar Belize, begint hij met het imposante experiment waarbij hij zijn eigen data vergaart. De week voor Thanksgiving gaat hij naar zijn lab en weet een magnetische spoel en een ontvanger in evenwicht te houden op zijn hoofd. Vervolgens begint hij met het registreren van zijn hersenactiviteit terwijl hij bepaalde zinnen hardop uitspreekt – dingen als: ‘Volgens mij vindt ze de dierentuin heel leuk’ en ‘Er gaat niets boven een leuke baan’. Ondertussen drukt hij op een knopje om zijn woorden gelijk te schakelen met het neurale signaal – vergelijk het met het scènenummerbord van een filmregisseur, dat is bedoeld om beeld en geluid te synchroniseren.

De zeven weken die volgen ontvangt hij gewoonlijk van acht uur ’s ochtends tot half vier ’s middags patiënten. De rest van de tijd gebruikt hij om zijn zelfbedachte reeks testjes te doorlopen. In zijn laboratoriumaantekeningen staat hij vermeld als onderzoeksobject PK, alsof hij zichzelf probeert te anonimiseren. Uit zijn aantekeningen blijkt dat hij op Thanksgiving en met Kerstmis naar het lab gaat.

Het experiment duurt minder lang dan hij zou willen. De incisie in zijn schedel groeit niet helemaal meer dicht door de verzameling elektronica. Nadat Kennedy het gehele implantaat in totaal 88 dagen in zijn hoofd heeft zitten, gaat hij weer onder het mes. Dit keer bespaart hij zichzelf de reis naar Belize: voor een operatie omwille van zijn gezondheid is geen goedkeuring vereist van de FDA, en zijn verzekering dekt de kosten.

Op 13 januari 2015 maakt een plaatselijke chirurg Kennedy’s schedel open, knipt de draadjes door die uit zijn schedel komen en haalt het spoeltje en het zendertje weg. Hij gaat niet in Kennedy’s cortex wroeten, op zoek naar de uiteinden van de drie glazen buisjes die daar zijn verankerd. Het is veiliger om die maar gewoon te laten zitten, ingekapseld door Kennedy’s hersenweefsel, zo lang hij leeft.

Ik zie dat zijn knappe gezicht na de operatie een beetje scheef is gaan hangen

Kennedy’s laboratorium bevindt zich in een lommerrijk bedrijventerrein aan de rand van Atlanta, in een pand met gele, overnaadse planken. Een uithangbord maakt duidelijk dat in Suite B het kantoor is gevestigd van het Neural Signs Lab.

Wanneer ik Kennedy daar ontmoet, op een dag in mei 2015, is hij gekleed in een tweedjasje en een das met blauwe vegen. Zijn haar zit in een keurige scheiding en is naar achteren gekamd, waardoor een klein deukje zichtbaar is bij zijn linkerslaap. ‘Dat is gebeurd toen hij de elektronica erin zette,’ zegt Kennedy met een licht Iers accent. ‘De haak bleef hangen achter een stukje van de zenuw die naar mijn slaapspier loopt. Ik kan deze wenkbrauw niet optrekken.’ En inderdaad, ik zie dat zijn knappe gezicht na de operatie een beetje scheef is gaan hangen.

Kennedy is bereid me de videobeelden te laten zien van zijn eerste operatie in Belize, die hij heeft opgeslagen op een ouderwetse cd-rom. Ik bereid me er geestelijk op voor om het opengelegde brein te zien van de man die naast me staat. Kennedy stopt het schijfje in de lade van een desktopcomputer die op Windows 95 draait. Vervolgens klinkt er een onheilspellend geknars, alsof iemand heel langzaam een mes aan het slijpen is.

Het duurt een eeuwigheid voordat de schijf is gelezen – zo lang dat we tijd hebben om een gesprek te beginnen over zijn hoogst ongebruikelijke onderzoeksplan.

‘Wetenschappers zijn individualisten,’ zegt hij. ‘Je kunt geen onderzoek doen met een heel comité.’ Hij gaat verder en zegt dat Amerika ook is opgebouwd door individuen en niet door comités. Ondertussen neemt het gekreun van de diskdrive de klank aan van een wagon die over een hobbelig spoor van een helling dendert: ka-tsjoekke-tjoek, ka-tsjoekke-tjoek. ‘Kom op, apparaat!’ zegt hij en hij onderbreekt zijn eigen gedachtegang door ongedurig op een paar symbooltjes op het scherm te klikken. ‘Wát nou insert disc? Dat héb ik net gedaan!’

‘Als je vanuit wetenschappelijk oogpunt iets moet doen, moet je het gewoon doen en je niets aantrekken van alle negatieve geluiden’

Hij vervolgt: ‘Volgens mij zien mensen hersenchirurgie ten onrechte als iets extreem gevaarlijks. Maar het is helemaal niet zo moeilijk.’ Ka-tsjoekke-tjoek, ka-tsjoekke-tjoek. ‘Als je vanuit wetenschappelijk oogpunt iets moet doen, moet je het gewoon doen en je niets aantrekken van alle negatieve geluiden.’

Na lange, lange tijd verschijnt op het scherm een videoplayerprogramma en krijgen we een beeld te zien van Kennedy’s schedel, de hoofdhuid weggetrokken met klemmetjes. Het geknars van het apparaat heeft plaatsgemaakt voor het spookachtige, hoge geluid van een metalen bitje tegen bot. ‘O, ze zijn nog in mijn arme hoofd aan het boren,’ zegt hij, terwijl we op het scherm zien hoe zijn schedel wordt gelicht.

‘Het helpen van patiënten met ALS of het locked-insyndroom is één ding, maar daar houdt het voor ons niet op,’ zegt Kennedy, die overschakelt op het grotere plaatje. ‘Ons eerste doel is het spraakvermogen herstellen. Het tweede doel is het herstel van de motoriek, en daar zijn heel veel mensen mee bezig – dat zit eraan te komen, we hebben alleen nog betere elektroden nodig. En het derde doel zou dan zijn om betere versies van de mens te maken.’

Hij spoelt versneld door naar een ander filmpje waarin we zijn hersenen zien, die zijn blootgelegd – een glinsterende massa weefsel waar allemaal bloedvaten overheen lopen. Cervantes steekt een elektrode in Kennedy’s neurale brei en trekt wat aan het draadje. Om de zoveel tijd verschijnt er een hand met een blauwe handschoen in beeld die met een Gelfoam-gaasje wat opborrelend bloed van de hersenschors dept.

‘Het brein zal oneindig veel krachtiger worden dan het brein waarover we nu beschikken,’ vervolgt Kennedy, terwijl we op het scherm zijn hersenen zien kloppen. ‘We halen onze hersenen los en verbinden ze met kleine computers die alles voor ons zullen doen, en het brein zal voortleven.’

‘Vind je dat een opwindend idee?’ vraag ik.

‘Nou en of,’ zegt hij. ‘Dit is enorme sprong voorwaarts.’

Ik weet niet of ik het daar wel mee eens ben, denk ik, terwijl ik in Kennedy’s werkkamer naar zijn oude monitor kijk. Het lijkt haast alsof de technologie voortdurend nieuwe en betere manieren verzint om ons teleur te stellen, ook al wordt de techniek met het jaar geavanceerder. Mijn smartphone kan woorden en zinnen vormen op grond van mijn slordige vingerbewegingen. Maar nog altijd vloek ik om de vele vergissingen. (Hè godver, die ellendige autocorrectie!) Ik weet dat er veel betere technologie voor de deur staat dan Kennedy’s hortende computer, zijn logge elektronica en mijn Google Nexus 5-telefoon. Maar willen mensen echt hun hersenen daaraan toevertrouwen?

Op het scherm steekt Cervantes nog een draadje in Kennedy’s hersenschors. ‘Een voortreffelijk chirurg, kijk alleen al naar die handen,’ zegt Kennedy als de film begint te lopen. Maar dan vergeet hij even ons gesprek over de evolutie om tegen het scherm te schreeuwen, als een sportliefhebber die voor de tv zit. ‘Nee, nee, niet doen, niet optillen,’ zegt Kennedy tegen het stel handen dat de operatie uitvoert op zijn hersenen. ‘Ik zou het nooit vanuit die hoek doen,’ licht hij toe, waarna hij zich weer op het scherm concentreert. ‘Druk hem er dieper in,’ zegt hij. ‘Zo ja, dat is genoeg. Niet verder duwen!’

Niet meer in zwang

Momenteel zijn invasieve hersenimplantaten niet meer zo in zwang. De voornaamste financiers van onderzoek naar neurale prothesen staan een methode voor waarbij een dun matje met elektroden, acht bij acht of zestien bij zestien, direct op het oppervlak van het brein wordt gelegd. Deze methode, elektrocorticografie genaamd, ofwel ECoG, levert een waziger, meer impressionistisch beeld op van de hersenactiviteit dan de methode van Kennedy. ECoG registreert niet de stemmen van afzonderlijke neuronen, maar luistert naar het grotere koor – of misschien beter gezegd, het comité – van honderdduizenden neuronen tegelijkertijd.

Voorstanders van ECoG zeggen dat deze sporen van het koor voldoende informatie kunnen overbrengen om een computer te laten bepalen wat de hersenen van plan zijn – zelfs welke woorden of lettergrepen iemand wil gaan uitspreken. Het zou zelfs een voordeel kunnen zijn om de data een beetje bij elkaar te vegen: je moet je niet blindstaren op een weifelende violist terwijl je weet dat er een hele symfonie van neuronen nodig is om je stembanden en lippen en tong in beweging te zetten. Het ECoG-matje kan ook zonder gevaren langere tijd onder de hoofdhuid blijven zitten, misschien wel langer dan de elektroden van Kennedy. ‘We weten niet precies waar de grens ligt, maar het is zeker een kwestie van jaren of decennia,’ aldus Edward Chang, chirurg en neurofysioloog aan UC San Francisco. Chang is een van meest vooraanstaande figuren op dit terrein en hij is bezig een eigen spraakprothese te ontwikkelen.

Afgelopen zomer, toen Kennedy data verzamelde voor een presentatie op de jaarlijkse bijeenkomst van de Society for Neuroscience, maakte een ander lab een nieuwe procedure bekend voor het gebruik van computers en schedelimplantaten om de menselijke spraak te decoderen. Brain-to-Text, heet het programma, dat is ontwikkeld in het Wadsworth Center in New York, in samenwerking met wetenschappers uit Duitsland en mensen van het Albany Medical Center.

Er zijn tests gedaan met zeven epileptische patiënten bij wie een ECoG-matje was geïmplanteerd. Deze mensen werd stuk voor stuk verzocht iets hardop voor te lezen – stukken uit de Gettysburg Address, het verhaal van Humpty Dumpty, de inaugurele rede van John F. Kennedy, en een anoniem schrijven van een fan van de televisieserie Charmed – dit alles terwijl de neurale data werden vastgelegd. Vervolgens maakten de onderzoekers gebruik van het ECoG-beeld om software te programmeren teneinde neurale gegevens om te zetten in spraakgeluiden. De output daarvan werd ingevoerd in een voorspellend taalmodel – software die enigszins werkt zoals de spraakherkenningsapp op je mobiele telefoon – dat in staat was te raden welke woorden zouden volgen, op grond van wat eraan vooraf was gegaan.

Het wonder geschiedde: het systeem bleek min of meer te functioneren. De computer spuwde flarden tekst uit die enige gelijkenis vertoonden met Humpty Dumpty, de brief van de Charmed-fan, en de overige teksten. ‘Er is een relatie,’ zegt Gerwin Schalk, een ECoG-expert, en coauteur van het onderzoek. ‘We hebben aangetoond dat dit een veel betere reconstructie geeft van gesproken tekst dan toeval.’ Uit eerder spraakprotheseonderzoek is gebleken dat individuele klinker- en medeklinkerklanken gedecodeerd konden worden uit de hersenen. Nu heeft Schalks team aangetoond dat het mogelijk is – zij het lastig en allesbehalve foutloos – om de stap te maken van hersenactiviteit naar volledige, gesproken zinnen.

‘Wil je zo’n apparaat echt vervangen door een hersenimplantaat van honderdduizend dollar dat een resultaat oplevert dat marginaal beter is dan puur toeval?’

Maar zelfs Schalk geeft toe dat hiermee in het gunstigste geval slechts het principe is aangetoond. Het zal nog een hele tijd duren voordat iemand via een computer volledig uitgewerkte gedachten kenbaar kan maken, zegt hij. Het zal nóg langer duren voordat men daar het nut van zal inzien. ‘Denk maar aan spraakherkenningssoftware, wat al enkele decennia bestaat,’ zegt Schalk. ‘In de jaren tachtig van de vorige eeuw was het misschien voor 80 procent betrouwbaar, en als je het in termen van techniek bekijkt is dat geen geringe prestatie. Maar in de echte wereld heb je er niets aan,’ zegt hij. ‘Ik gebruik Siri nog altijd niet, domweg omdat het niet goed genoeg is.’

Ondertussen zijn er veel eenvoudigere en effectievere manieren om mensen met spraakproblemen te helpen. Als een patiënt een vinger kan bewegen, kan hij berichten sturen in Morse. Als een patiënt de ogen kan bewegen, kan ze gebruikmaken van een smartphone die oogbewegingen volgt. ‘Die apparaten zijn spotgoedkoop,’ zegt Schalk. ‘Wil je zo’n apparaat echt vervangen door een hersenimplantaat van honderdduizend dollar dat een resultaat oplevert dat marginaal beter is dan puur toeval?’

Ik probeer dit idee in overstemming te brengen met alle spectaculaire cyborgdemonstraties die in de loop der tijd hun weg naar de media hebben gevonden – mensen die koffie drinken met behulp van een robotarm, mensen die in Belize een hersenimplantaat laten plaatsen. De toekomst lijkt altijd zo dichtbij, net als een halve eeuw geleden toen José Delgado die arena betrad. In de nabije toekomst zijn we allemaal hersenen in een computer; in de nabije toekomst zullen onze gedachten en gevoelens worden geüpload op internet; in de nabije toekomst zal onze gemoedstoestand worden gedeeld en zullen die gegevens worden verhandeld. De contouren van deze wondere en angstaanjagende wereld tekenen zich al af aan de horizon – maar hoe dichterbij we komen, hoe meer het beeld in de verte lijkt te verdwijnen.

Kennedy heeft geen boodschap aan de paradox van Achilles en de schildpad*. Hij neemt er geen genoegen mee om telkens maar tot halverwege de toekomst te komen. Daarom gaat hij onverdroten voort: teneinde ons voor te bereiden op de wereld waar hij over schreef in 2051 – de wereld die volgens Delgado niet lang meer op zich zal laten wachten.

*Achilles en de schildpad
De snelvoetige Achilles gaat een wedstrijd aan met een schildpad, waarbij de laatste en voorsprong krijgt. Van tevoren overtuigt de schildpad Achilles ervan dat hij nooit door hem kan worden ingehaald. Immers, als Achilles de benodigde afstand heeft afgelegd om bij de schildpad te komen, is die alweer verder, zodat hij ook die afstand moet afleggen, en wanneer hij daar is gekomen weer een nieuwe afstand, enzovoort. Het is een van Zeno’s wiskundige paradoxen, omdat theoretisch gezien de afstand tussen de twee weliswaar steeds kleiner wordt, maar Achilles de schildpad nooit in kan halen – wat in werkelijkheid uiteraard wel gebeuren zou.

Recent verschenen
Een remedie tegen navelstaren?
Schrijf je in voor onze nieuwsbrief.
Onze nieuwsbrief wordt wekelijks verzonden.
inschrijven

360 heeft 1000 nieuwe leden nodig

Deze maand bieden wij daarom een deel van onze artikelen gratis aan. Zo kunt u vast kennismaken met ons aanbod. Leden blijven toegang houden tot onze maandelijkse digitale editie en het archief.