Forskare har visat att apor med hjälp av en hjärn-maskin-gränssnitt inte bara kan kontrollera datorn med hjärnan utan att de också kan "känna" strukturen hos virtuella objekt i en dator.

Detta är den allra första offentliga demonstrationen av ett dubbelriktat samspel mellan hjärnan hos en primat och virtuella objekt. 

I experimentet som publicerades i skriftform för några dagar sedan i tidskriften ”Natur” utrustade forskare vid Duke University apor med hjärnimplantat som gjorde det möjligt för aporna att styra en virtuell arm  på en datorskärm med sina tankar. 

Den här delen av experimentet var ingen nyhet. Flera andra vetenskapsmän, inklusive forskare vid Duke University, visade hur apor kunde kontrollera avancerade robot-enheter med sina tankar. Aporna kunde också lära sig att arbeta med armarna utan någon ansträngning. 

Det nya med experimentet var att forskarna använder hjärn-maskin-gränssnitt (brain computer interfaces) för att både extrahera hjärnsignaler och skicka signaler till apornas hjärna. Enheten är i själva verket en hjärna-dator-hjärna-gränssnitt. Aporna kunde identifiera signalerna som skickades till deras hjärnor som en sorts artificiell taktil känsla som gjorde att de kunde identifiera de virtuella objektens ”struktur”. 

Man hoppas att den här utvecklingen kommer att hjälpa förlamade patienter i framtiden, enligt Miguel Nicolelis, professor i neurobiologi. 

Initialt använde aporna deras egna händer för att driva en virtuell controller och flytta de virtuella armarna på skärmen. Under den här fasen kunde forskarna registrera hjärnsignalerna för att sedan korrelera de till den virtuella armens rörelse. Forskarna kunde sedan kontrollera de virtuella armarna med hjälp av de registrerade signalerna i apornas hjärna. Efter ett tag slutade aporna röra på sina lemmar och började kontrollera de virtuella armarna med ”tankens kraft”. 

Aporna använde den virtuella handen för att utforska tre olika objekt på skärmarna som till synes är identiska men som i själva verket har olika strukturer. Varje struktur förknippades med vissa elektriska signaler som skickades till apornas hjärnor. Forskarna valde ett av objekten som ”målet” och när aporna identifierade målet fick de lite juice i belöning. Efter lite träning hade aporna lärt sig att utforska den virtuella miljön och hitta ”målet”. 

Experimentet blev möjligt genom att implantera elektroder i apornas hjärnor. Elektroderna registrerade aktiviteten hos en population av 50-200 nervceller i delen av hjärnan som kontrollerar motorik eller rörelse hos djuret. Samtidigt gav en annan skara elektroder kopplade till tusentals nervceller i delen av hjärnan som kontrollerar beröring ständig återkoppling, något som gjorde det möjligt för aporna att diskriminera mellan olika virtuella objekt.