Daag je geheugen uit! Speel de nieuwe N-Back-game in de Emotiv App
Daag je geheugen uit! Speel de nieuwe N-Back-game in de Emotiv App
Daag je geheugen uit! Speel de nieuwe N-Back-game in de Emotiv App
Gids voor brein-computerinterface
Delen:
Hierboven: Een vrouw bestuurt een RC-drone met EMOTIV Insight.
Definitie van Brain-Computer Interface
Wat betekent BCI? Een BCI (brain-computer interface) is een technologie die signalen verzendt en ontvangt tussen de hersenen en een extern apparaat. Brain-computer interfaces worden ook brain-machine interfaces genoemd. BCI's verzamelen en interpreteren hersensignalen en sturen deze door naar een aangesloten machine die opdrachten uitvoert die gekoppeld zijn aan de ontvangen signalen.
Een vereenvoudigde BCI-definitie zou de technologie kunnen beschrijven als een communicatieschakel tussen de hersenen en een extern apparaat.
Passieve BCI vs. Actieve BCI
BCI's kunnen passief of actief zijn. Een passieve BCI interpreteert alleen hersensignalen om inzicht te geven in de cognitieve toestand van een individu. Zo kan het bijvoorbeeld de emotionele toestand van een gebruiker detecteren tijdens een consumentenonderzoek of een trainingsprogramma.
Hierboven: Nathalie Labrégère, geboren met een cerebrale motorische beperking, gebruikt actieve BCI en een EPOC X-headset om een exoskeletarm te bedienen tijdens de fakkelestafette van de Paralympische Spelen van 2024. Meer informatie
Een actieve BCI vereist dat gebruikers hun hersensignalen actief moduleren om met een extern apparaat te communiceren. Een gebruiker kan zich bijvoorbeeld voorstellen dat hij zijn arm beweegt, waardoor een robotarm op vergelijkbare wijze beweegt.
Hoe werkt een BCI?
Onze hersenen zitten vol met cellen die neuronen worden genoemd. Elke keer dat we denken, bewegen, voelen of ons iets herinneren, zijn onze neuronen aan het werk. Biochemische en elektrische signalen voeren dat werk uit. Wetenschappers kunnen die signalen detecteren en interpreteren wat ze betekenen met behulp van elektro-encefalografie (EEG)-technologie. EEG kan signalen van het menselijk brein uitlezen en naar versterkers sturen. De versterkte signalen worden vervolgens geïnterpreteerd door een BCI-computerprogramma, dat de signalen gebruikt om een apparaat aan te sturen.
Signaalverwerving
ECoG, LFP, EEG,SU, Overig
Signaalverwerking
Autoregressief, Fourier-transformatie, Common Spatial Filters, Laplaciaans filter, Wavelets, Overig
Voorbeelden van effectorapparaten
Spellers
Cursors
Rolstoelen
Drones
Speelgoed
Videogames
Internet of Things (IoT)
Robotarmen
Wat is een BCI?
Een BCI kan ook een brain-machine interface, een neural-control interface, een mind-machine interface of een direct neural interface worden genoemd. Een BCI maakt directe communicatie mogelijk tussen de hersenen en een extern apparaat, vaak om de activiteit ervan te besturen. BCI's lezen signalen uit de hersenen en gebruiken machine-learningalgoritmen om de signalen te vertalen naar een externe actie.
EMOTIV medeoprichter en CEO Tan Le legt BCI-oplossingen en technologie uit in deze TED Talk uit 2010:
BCI en EEG
EEG-gebaseerde BCI worden gekenmerkt door de techniek waarbij niet-invasieve EEG-elektroden worden gebruikt om hersenactiviteit te meten en de geregistreerde hersensignalen te vertalen naar opdrachten.
BCI's detecteren veranderingen in hersenactiviteit die via een EEG worden gemeten. BCI-technologieën sturen deze signalen vervolgens door naar machine-learningalgoritmen. De machine-learningalgoritmen zijn getraind om EEG-hersenactiviteit te herkennen die samenhangt met bepaalde emoties, acties en uitdrukkingen. Wanneer de algoritmen overeenkomende EEG-hersenactiviteit identificeren, kan de BCI externe opdrachten verzenden om een apparaat te bedienen (zoals een computercursor, robotarm of rolstoel).
De apparaten zijn geprogrammeerd om deze opdrachten te interpreteren en uit te voeren, of het nu gaat om het besturen van een fysiek object of een digitale interface. Een proefpersoon die een EEG-apparaat draagt kan denken “beweeg naar links” en de cursor beweegt naar links — dat is een voorbeeld van een externe actie die op een digitale interface wordt uitgevoerd.
Waarvoor wordt een BCI gebruikt?
Brain-computer interface-onderzoek
BCI-onderzoek (ook wel brain-machine interface-onderzoek genoemd) vertegenwoordigt een snel groeiend vakgebied. Academische onderzoekers hebben onderzocht of BCI-gebruikers direct met computersoftware kunnen interageren via alleen hersenactiviteit. Eén studie testte een BCI-systeem op zijn vermogen om hersenactiviteit te detecteren en classificeren met de gekoppelde mentale acties. De resultaten toonden aan dat het systeem alle mentale acties succesvol kon uitvoeren en verbeterde met extra trainingsdata.
Vanwege het vermogen om externe apparaten te manipuleren via hersenactiviteit, richt een groot deel van brain-computer interface-onderzoek zich op afstandsbediening. BCI-onderzoekers hebben ook humanoïde robots gebruikt die worden bestuurd door BCI-apparaten om een externe omgeving te manipuleren. De BCI stelt de gebruiker in staat de robot in de externe omgeving eenvoudig te besturen. De menselijke gebruiker ontvangt feedback van de robot, wat helpt om totale immersie in de externe omgeving te ervaren. Dit kan nuttig zijn in verschillende BCI-toepassingen, waaronder militaire operaties, medische operaties en rampenbeheer of zoek- en reddingsoperaties.
Onderzoekers gebruiken BCI ook om te begrijpen wat neurale netwerken in realtime doen. De meeste neurale weefselsystemen worden ofwel begrepen op het niveau van het individuele neuron, of filosofisch benaderd op cognitief niveau. BCI wordt gebruikt om te bestuderen hoe specifieke weefselsystemen reageren op elektrische stimulatie en wat dat op cognitief niveau kan betekenen.
***Disclaimer – EMOTIV-producten zijn uitsluitend bedoeld voor onderzoeksdoeleinden en persoonlijk gebruik. Onze producten worden niet verkocht als medische hulpmiddelen — zoals gedefinieerd in EU-richtlijn 93/42/EEC. Onze producten zijn niet ontworpen of bedoeld voor gebruik bij diagnose of behandeling van ziekte.
Brain-computer interfaces in neurologische revalidatie
Brain-computer interfaces kunnen mensen helpen die hun ledematen niet kunnen gebruiken, ondersteunende hulpmiddelen nodig hebben of niet kunnen spreken. Het gebruik van brain-computer interfaces in neurologische revalidatie (het door artsen begeleide proces dat mensen met aandoeningen, letsels of ziekten van het zenuwstelsel wil helpen) kan helpen om iemands vermogen om zich door dagelijkse ervaringen te bewegen te verbeteren. BCI's worden vaak gebruikt voor revalidatie na een beroerte of letsel. In de toekomst kunnen we BCI-medische producten zien die worden gebruikt bij operaties of andere medische ingrepen.
BCI stelt personen met motorische beperkingen in staat hun hersenactiviteit te gebruiken om objecten in hun omgeving te besturen en te communiceren. Brain-computer interfaces met EEG-signalen kunnen hen helpen een prothese of computerinterface te besturen.
Brain-computer interface-gaming
BCI-software kan mentale opdrachten uit EEG-data “vertalen” naar opdrachten in een videogame. Bij brain-computer interface-gaming dragen proefpersonen een EEG-headset terwijl ze VR-games spelen die zijn ontworpen om virtuele objecten te besturen. In BCI-gaming gebruikt de proefpersoon, in plaats van een traditionele gamecontroller, mentale opdrachten om bewegingsgebaseerde acties in de game mogelijk te maken — zoals “duwen”, “trekken” of “springen”. De BCI verwerkt mentale opdrachten uit het EEG en activeert de overeenkomstige actie in de VR-game (direct neural interface virtual reality).
EMOTIV EPOC debuteerde in 2011 als videogamecontroller. Hoewel het zijn tijd vooruit was, maken ontwikkelingen in EEG-hardware, software en kunstmatige intelligentie gamen met je hersenen gemakkelijker dan ooit.
TOEN: Spirit Mountain handsfree spelen met EPOC+ in 2011. (Bron) Spirit Mountain is vanaf de basis ontwikkeld voor BCI-gaming. |
 NU: Elden Ring handsfree spelen met EPOC X in 2024. (Bron) Elden Ring is ontwikkeld voor pc en consoles. Er is een aangepaste BCI-controller ontwikkeld met de Cortex API, waardoor handsfree spelen mogelijk is. |
Download EmotivBCI-software
Ontwikkel BCI-games
Deel je BCI-projecten met ons! Tag #EMOTIV op sociale media of e-mail hello@emotiv.com.
Meer hulp nodig? NEEM CONTACT MET ONS OP
Hoe kunnen brain-computer interfaces ons leven veranderen?
BCI's bieden levensveranderende mogelijkheden voor personen met motorische beperkingen, omdat ze fysieke handelingen kunnen uitvoeren die anders niet mogelijk zouden zijn. BCI vertaalt hersensignalen naar opdrachtuitkomsten met behulp van algoritmen voor kunstmatige intelligentie. Deze opdrachten kunnen worden gebruikt om rolstoelen, protheses of andere ondersteunende technologieën te besturen.
BCI-technologie heeft het potentieel om alledaagse taken gemakkelijker te maken voor mensen van alle vaardigheidsniveaus. BCI's kunnen bijvoorbeeld de noodzaak wegnemen om te typen of spraakopdrachten te geven — proefpersonen zouden navigatie- en invoeropdrachten aan een computer kunnen geven via hersenactiviteit.
Ethische kwesties van brain-computer interface
Met de levensveranderende mogelijkheden van BCI-technologie komen ethische implicaties. Naarmate het vakgebied van brain-computer interface-onderzoek groeit en de technologie in brain-computer interface-toepassingen zich blijft verbeteren, zijn er verschillende ethische kwesties rond brain-computer interfaces naar voren gebracht.
BCI-beveiligingskwesties
Een BCI is een softwaretoepassing en net als elke software die informatie naar een extern apparaat verzendt, kunnen de verzonden gegevens worden onderschept voor kwaadwillende doeleinden. Beveiliging is vooral cruciaal in BCI-technologie omdat BCI signalen rechtstreeks uit het zenuwstelsel van een proefpersoon vastlegt. Hoewel BCI momenteel niet de intenties, privégedachten of wat iemand leest of bekijkt kan afleiden, kan het combineren van BCI-data met specifieke stimuli dat op een dag mogelijk maken. BCI zou kunnen worden gebruikt om iemands gezondheidsstatus of bekendheid met bepaalde gebeurtenissen vast te stellen, wat een aanzienlijk privacyrisico vormt.
BCI-privacykwesties
Evenzo is privacy een belangrijk onderwerp binnen BCI-ethiek, aangezien de vastgelegde neurale signalen kunnen worden gebruikt om toegang te krijgen tot iemands privé-informatie. Ethici hebben zorgen geuit over hoe BCI-data wordt opgeslagen en beschermd. Moet BCI-data bijvoorbeeld worden behandeld als medische data, of als commerciële data? Moet BCI-data geanonimiseerd worden? Hoe weten gebruikers of hun BCI-data voor commerciële doeleinden is gebruikt? Hoewel veel van de discussie over ethische kwesties van brain-computer interfaces nog in ontwikkeling is, blijven privacy- en beveiligingskwesties de belangrijkste zorgen.
Ontdek hoe EMOTIV je hersendata veilig houdt.
BCI-toepassingen
Hier zijn enkele van de meest voorkomende brain-computer interface-voorbeelden die vandaag worden gebruikt:
Neurowetenschap
Defensie
Geneeskunde
Redding/Rampenbeheer
Beveiliging
Onderwijs
Revalidatie
Een beknopte geschiedenis van BCI
Het vroegste punt in de BCI-geschiedenis is terug te voeren op de Duitse fysioloog en psychiater Hans Berger. Berger vond het elektro-encefalogram uit, een apparaat dat EEG-signalen registreert. Hij wordt gecrediteerd met het registreren van de eerste menselijke EEG-hersengolven in 1924.
Het vroegst gepubliceerde BCI-experiment bestond uit het gebruik van EEG om een cursor op een scherm te bewegen. Dit experiment uit 1977 was het eerste vastgelegde succesvolle gebruik van BCI in een laboratorium.
Een monumentaal experiment uit 1988, uitgevoerd door Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov en Liljana Bozinovska, gebruikte BCI en EEG om een robot te besturen. De proefpersoon stuurde de robot aan om een lijn op de vloer te volgen door hersensignalen van een EEG-machine naar BCI-software te sturen die met de robot was verbonden. Dit experiment was het eerste dat met succes een fysiek object bestuurde met behulp van een EEG-machine.
Sindsdien zijn verschillende neurotechnologiebedrijven opgericht met als doel BCI-implantaten en draagbare technologie veilig en effectief te maken voor dagelijks gebruik. EMOTIV was de eerste die in 2011 een draadloze EEG-headset introduceerde.
Meer recent, in 2017, werd Rodrigo Hübner Mendes, een quadriplegiepatiënt, de eerste persoon ooit die een F1-auto bestuurde met alleen zijn hersengolven, dankzij BCI-technologieën en een EMOTIV EEG-headset.
De Neuralink-onderneming van ondernemer Elon Musk richt zich op het creëren van BCI-apparaten die in het menselijk brein kunnen worden geïmplanteerd. In 2024 bestuurde een deelnemer genaamd Alex met succes een cursor en speelde hij een videogame met zijn hersengolven.
Facebook kondigde in 2017 ook aan dat het een BCI bouwde. De brain-computer interface van Facebook is bedoeld om gebruikers te laten typen met alleen hun hersengolven via niet-invasieve brain-computer interfaces.
Wie vond brain-computer interfaces uit?
UCLA-professor Jacques Vidal bedacht de term “BCI” en produceerde de eerste peer-reviewed publicaties over dit onderwerp. Vidal wordt breed erkend als de uitvinder van BCI's, zoals weerspiegeld in peer-reviewed artikelen.
Biedt EMOTIV brain-computer interface-apparaten aan?
Ja! EMOTIV is een erkende pionier en marktleider op het gebied van BCI voor enterprise-oplossingen, persoonlijk gebruik en draadloze EEG-technologie.
EMOTIV biedt brain-computer interface-apparaten die kunnen worden gekoppeld aan de brain-computer interface-software genaamd EmotivBCI. EmotivBCI kan direct worden gebruikt om een BCI binnen een computer te implementeren. Het kan ook koppelen met het gratis open-sourceplatform NodeRed, dat BCI-uitvoer verbindt met veel compatibele externe hardwareapparaten om directe mentale controle over apparatuur in de echte wereld te implementeren. EmotivBCI en NodeRed stellen ontwikkelaars in staat BCI-toepassingen te bouwen. Tot de brain-computer interface-apparaten van EMOTIV behoren de EMOTIV Insight en de EMOTIV EPOC X EEG-headsets.
Bekijk alle EMOTI BCI-producten
Lees verder:
Hierboven: Een vrouw bestuurt een RC-drone met EMOTIV Insight.
Definitie van Brain-Computer Interface
Wat betekent BCI? Een BCI (brain-computer interface) is een technologie die signalen verzendt en ontvangt tussen de hersenen en een extern apparaat. Brain-computer interfaces worden ook brain-machine interfaces genoemd. BCI's verzamelen en interpreteren hersensignalen en sturen deze door naar een aangesloten machine die opdrachten uitvoert die gekoppeld zijn aan de ontvangen signalen.
Een vereenvoudigde BCI-definitie zou de technologie kunnen beschrijven als een communicatieschakel tussen de hersenen en een extern apparaat.
Passieve BCI vs. Actieve BCI
BCI's kunnen passief of actief zijn. Een passieve BCI interpreteert alleen hersensignalen om inzicht te geven in de cognitieve toestand van een individu. Zo kan het bijvoorbeeld de emotionele toestand van een gebruiker detecteren tijdens een consumentenonderzoek of een trainingsprogramma.
Hierboven: Nathalie Labrégère, geboren met een cerebrale motorische beperking, gebruikt actieve BCI en een EPOC X-headset om een exoskeletarm te bedienen tijdens de fakkelestafette van de Paralympische Spelen van 2024. Meer informatie
Een actieve BCI vereist dat gebruikers hun hersensignalen actief moduleren om met een extern apparaat te communiceren. Een gebruiker kan zich bijvoorbeeld voorstellen dat hij zijn arm beweegt, waardoor een robotarm op vergelijkbare wijze beweegt.
Hoe werkt een BCI?
Onze hersenen zitten vol met cellen die neuronen worden genoemd. Elke keer dat we denken, bewegen, voelen of ons iets herinneren, zijn onze neuronen aan het werk. Biochemische en elektrische signalen voeren dat werk uit. Wetenschappers kunnen die signalen detecteren en interpreteren wat ze betekenen met behulp van elektro-encefalografie (EEG)-technologie. EEG kan signalen van het menselijk brein uitlezen en naar versterkers sturen. De versterkte signalen worden vervolgens geïnterpreteerd door een BCI-computerprogramma, dat de signalen gebruikt om een apparaat aan te sturen.
Signaalverwerving
ECoG, LFP, EEG,SU, Overig
Signaalverwerking
Autoregressief, Fourier-transformatie, Common Spatial Filters, Laplaciaans filter, Wavelets, Overig
Voorbeelden van effectorapparaten
Spellers
Cursors
Rolstoelen
Drones
Speelgoed
Videogames
Internet of Things (IoT)
Robotarmen
Wat is een BCI?
Een BCI kan ook een brain-machine interface, een neural-control interface, een mind-machine interface of een direct neural interface worden genoemd. Een BCI maakt directe communicatie mogelijk tussen de hersenen en een extern apparaat, vaak om de activiteit ervan te besturen. BCI's lezen signalen uit de hersenen en gebruiken machine-learningalgoritmen om de signalen te vertalen naar een externe actie.
EMOTIV medeoprichter en CEO Tan Le legt BCI-oplossingen en technologie uit in deze TED Talk uit 2010:
BCI en EEG
EEG-gebaseerde BCI worden gekenmerkt door de techniek waarbij niet-invasieve EEG-elektroden worden gebruikt om hersenactiviteit te meten en de geregistreerde hersensignalen te vertalen naar opdrachten.
BCI's detecteren veranderingen in hersenactiviteit die via een EEG worden gemeten. BCI-technologieën sturen deze signalen vervolgens door naar machine-learningalgoritmen. De machine-learningalgoritmen zijn getraind om EEG-hersenactiviteit te herkennen die samenhangt met bepaalde emoties, acties en uitdrukkingen. Wanneer de algoritmen overeenkomende EEG-hersenactiviteit identificeren, kan de BCI externe opdrachten verzenden om een apparaat te bedienen (zoals een computercursor, robotarm of rolstoel).
De apparaten zijn geprogrammeerd om deze opdrachten te interpreteren en uit te voeren, of het nu gaat om het besturen van een fysiek object of een digitale interface. Een proefpersoon die een EEG-apparaat draagt kan denken “beweeg naar links” en de cursor beweegt naar links — dat is een voorbeeld van een externe actie die op een digitale interface wordt uitgevoerd.
Waarvoor wordt een BCI gebruikt?
Brain-computer interface-onderzoek
BCI-onderzoek (ook wel brain-machine interface-onderzoek genoemd) vertegenwoordigt een snel groeiend vakgebied. Academische onderzoekers hebben onderzocht of BCI-gebruikers direct met computersoftware kunnen interageren via alleen hersenactiviteit. Eén studie testte een BCI-systeem op zijn vermogen om hersenactiviteit te detecteren en classificeren met de gekoppelde mentale acties. De resultaten toonden aan dat het systeem alle mentale acties succesvol kon uitvoeren en verbeterde met extra trainingsdata.
Vanwege het vermogen om externe apparaten te manipuleren via hersenactiviteit, richt een groot deel van brain-computer interface-onderzoek zich op afstandsbediening. BCI-onderzoekers hebben ook humanoïde robots gebruikt die worden bestuurd door BCI-apparaten om een externe omgeving te manipuleren. De BCI stelt de gebruiker in staat de robot in de externe omgeving eenvoudig te besturen. De menselijke gebruiker ontvangt feedback van de robot, wat helpt om totale immersie in de externe omgeving te ervaren. Dit kan nuttig zijn in verschillende BCI-toepassingen, waaronder militaire operaties, medische operaties en rampenbeheer of zoek- en reddingsoperaties.
Onderzoekers gebruiken BCI ook om te begrijpen wat neurale netwerken in realtime doen. De meeste neurale weefselsystemen worden ofwel begrepen op het niveau van het individuele neuron, of filosofisch benaderd op cognitief niveau. BCI wordt gebruikt om te bestuderen hoe specifieke weefselsystemen reageren op elektrische stimulatie en wat dat op cognitief niveau kan betekenen.
***Disclaimer – EMOTIV-producten zijn uitsluitend bedoeld voor onderzoeksdoeleinden en persoonlijk gebruik. Onze producten worden niet verkocht als medische hulpmiddelen — zoals gedefinieerd in EU-richtlijn 93/42/EEC. Onze producten zijn niet ontworpen of bedoeld voor gebruik bij diagnose of behandeling van ziekte.
Brain-computer interfaces in neurologische revalidatie
Brain-computer interfaces kunnen mensen helpen die hun ledematen niet kunnen gebruiken, ondersteunende hulpmiddelen nodig hebben of niet kunnen spreken. Het gebruik van brain-computer interfaces in neurologische revalidatie (het door artsen begeleide proces dat mensen met aandoeningen, letsels of ziekten van het zenuwstelsel wil helpen) kan helpen om iemands vermogen om zich door dagelijkse ervaringen te bewegen te verbeteren. BCI's worden vaak gebruikt voor revalidatie na een beroerte of letsel. In de toekomst kunnen we BCI-medische producten zien die worden gebruikt bij operaties of andere medische ingrepen.
BCI stelt personen met motorische beperkingen in staat hun hersenactiviteit te gebruiken om objecten in hun omgeving te besturen en te communiceren. Brain-computer interfaces met EEG-signalen kunnen hen helpen een prothese of computerinterface te besturen.
Brain-computer interface-gaming
BCI-software kan mentale opdrachten uit EEG-data “vertalen” naar opdrachten in een videogame. Bij brain-computer interface-gaming dragen proefpersonen een EEG-headset terwijl ze VR-games spelen die zijn ontworpen om virtuele objecten te besturen. In BCI-gaming gebruikt de proefpersoon, in plaats van een traditionele gamecontroller, mentale opdrachten om bewegingsgebaseerde acties in de game mogelijk te maken — zoals “duwen”, “trekken” of “springen”. De BCI verwerkt mentale opdrachten uit het EEG en activeert de overeenkomstige actie in de VR-game (direct neural interface virtual reality).
EMOTIV EPOC debuteerde in 2011 als videogamecontroller. Hoewel het zijn tijd vooruit was, maken ontwikkelingen in EEG-hardware, software en kunstmatige intelligentie gamen met je hersenen gemakkelijker dan ooit.
TOEN: Spirit Mountain handsfree spelen met EPOC+ in 2011. (Bron) Spirit Mountain is vanaf de basis ontwikkeld voor BCI-gaming. |
NU: Elden Ring handsfree spelen met EPOC X in 2024. (Bron) Elden Ring is ontwikkeld voor pc en consoles. Er is een aangepaste BCI-controller ontwikkeld met de Cortex API, waardoor handsfree spelen mogelijk is. |
Download EmotivBCI-software
Ontwikkel BCI-games
Deel je BCI-projecten met ons! Tag #EMOTIV op sociale media of e-mail hello@emotiv.com.
Meer hulp nodig? NEEM CONTACT MET ONS OP
Hoe kunnen brain-computer interfaces ons leven veranderen?
BCI's bieden levensveranderende mogelijkheden voor personen met motorische beperkingen, omdat ze fysieke handelingen kunnen uitvoeren die anders niet mogelijk zouden zijn. BCI vertaalt hersensignalen naar opdrachtuitkomsten met behulp van algoritmen voor kunstmatige intelligentie. Deze opdrachten kunnen worden gebruikt om rolstoelen, protheses of andere ondersteunende technologieën te besturen.
BCI-technologie heeft het potentieel om alledaagse taken gemakkelijker te maken voor mensen van alle vaardigheidsniveaus. BCI's kunnen bijvoorbeeld de noodzaak wegnemen om te typen of spraakopdrachten te geven — proefpersonen zouden navigatie- en invoeropdrachten aan een computer kunnen geven via hersenactiviteit.
Ethische kwesties van brain-computer interface
Met de levensveranderende mogelijkheden van BCI-technologie komen ethische implicaties. Naarmate het vakgebied van brain-computer interface-onderzoek groeit en de technologie in brain-computer interface-toepassingen zich blijft verbeteren, zijn er verschillende ethische kwesties rond brain-computer interfaces naar voren gebracht.
BCI-beveiligingskwesties
Een BCI is een softwaretoepassing en net als elke software die informatie naar een extern apparaat verzendt, kunnen de verzonden gegevens worden onderschept voor kwaadwillende doeleinden. Beveiliging is vooral cruciaal in BCI-technologie omdat BCI signalen rechtstreeks uit het zenuwstelsel van een proefpersoon vastlegt. Hoewel BCI momenteel niet de intenties, privégedachten of wat iemand leest of bekijkt kan afleiden, kan het combineren van BCI-data met specifieke stimuli dat op een dag mogelijk maken. BCI zou kunnen worden gebruikt om iemands gezondheidsstatus of bekendheid met bepaalde gebeurtenissen vast te stellen, wat een aanzienlijk privacyrisico vormt.
BCI-privacykwesties
Evenzo is privacy een belangrijk onderwerp binnen BCI-ethiek, aangezien de vastgelegde neurale signalen kunnen worden gebruikt om toegang te krijgen tot iemands privé-informatie. Ethici hebben zorgen geuit over hoe BCI-data wordt opgeslagen en beschermd. Moet BCI-data bijvoorbeeld worden behandeld als medische data, of als commerciële data? Moet BCI-data geanonimiseerd worden? Hoe weten gebruikers of hun BCI-data voor commerciële doeleinden is gebruikt? Hoewel veel van de discussie over ethische kwesties van brain-computer interfaces nog in ontwikkeling is, blijven privacy- en beveiligingskwesties de belangrijkste zorgen.
Ontdek hoe EMOTIV je hersendata veilig houdt.
BCI-toepassingen
Hier zijn enkele van de meest voorkomende brain-computer interface-voorbeelden die vandaag worden gebruikt:
Neurowetenschap
Defensie
Geneeskunde
Redding/Rampenbeheer
Beveiliging
Onderwijs
Revalidatie
Een beknopte geschiedenis van BCI
Het vroegste punt in de BCI-geschiedenis is terug te voeren op de Duitse fysioloog en psychiater Hans Berger. Berger vond het elektro-encefalogram uit, een apparaat dat EEG-signalen registreert. Hij wordt gecrediteerd met het registreren van de eerste menselijke EEG-hersengolven in 1924.
Het vroegst gepubliceerde BCI-experiment bestond uit het gebruik van EEG om een cursor op een scherm te bewegen. Dit experiment uit 1977 was het eerste vastgelegde succesvolle gebruik van BCI in een laboratorium.
Een monumentaal experiment uit 1988, uitgevoerd door Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov en Liljana Bozinovska, gebruikte BCI en EEG om een robot te besturen. De proefpersoon stuurde de robot aan om een lijn op de vloer te volgen door hersensignalen van een EEG-machine naar BCI-software te sturen die met de robot was verbonden. Dit experiment was het eerste dat met succes een fysiek object bestuurde met behulp van een EEG-machine.
Sindsdien zijn verschillende neurotechnologiebedrijven opgericht met als doel BCI-implantaten en draagbare technologie veilig en effectief te maken voor dagelijks gebruik. EMOTIV was de eerste die in 2011 een draadloze EEG-headset introduceerde.
Meer recent, in 2017, werd Rodrigo Hübner Mendes, een quadriplegiepatiënt, de eerste persoon ooit die een F1-auto bestuurde met alleen zijn hersengolven, dankzij BCI-technologieën en een EMOTIV EEG-headset.
De Neuralink-onderneming van ondernemer Elon Musk richt zich op het creëren van BCI-apparaten die in het menselijk brein kunnen worden geïmplanteerd. In 2024 bestuurde een deelnemer genaamd Alex met succes een cursor en speelde hij een videogame met zijn hersengolven.
Facebook kondigde in 2017 ook aan dat het een BCI bouwde. De brain-computer interface van Facebook is bedoeld om gebruikers te laten typen met alleen hun hersengolven via niet-invasieve brain-computer interfaces.
Wie vond brain-computer interfaces uit?
UCLA-professor Jacques Vidal bedacht de term “BCI” en produceerde de eerste peer-reviewed publicaties over dit onderwerp. Vidal wordt breed erkend als de uitvinder van BCI's, zoals weerspiegeld in peer-reviewed artikelen.
Biedt EMOTIV brain-computer interface-apparaten aan?
Ja! EMOTIV is een erkende pionier en marktleider op het gebied van BCI voor enterprise-oplossingen, persoonlijk gebruik en draadloze EEG-technologie.
EMOTIV biedt brain-computer interface-apparaten die kunnen worden gekoppeld aan de brain-computer interface-software genaamd EmotivBCI. EmotivBCI kan direct worden gebruikt om een BCI binnen een computer te implementeren. Het kan ook koppelen met het gratis open-sourceplatform NodeRed, dat BCI-uitvoer verbindt met veel compatibele externe hardwareapparaten om directe mentale controle over apparatuur in de echte wereld te implementeren. EmotivBCI en NodeRed stellen ontwikkelaars in staat BCI-toepassingen te bouwen. Tot de brain-computer interface-apparaten van EMOTIV behoren de EMOTIV Insight en de EMOTIV EPOC X EEG-headsets.
Bekijk alle EMOTI BCI-producten
Lees verder:
Hierboven: Een vrouw bestuurt een RC-drone met EMOTIV Insight.
Definitie van Brain-Computer Interface
Wat betekent BCI? Een BCI (brain-computer interface) is een technologie die signalen verzendt en ontvangt tussen de hersenen en een extern apparaat. Brain-computer interfaces worden ook brain-machine interfaces genoemd. BCI's verzamelen en interpreteren hersensignalen en sturen deze door naar een aangesloten machine die opdrachten uitvoert die gekoppeld zijn aan de ontvangen signalen.
Een vereenvoudigde BCI-definitie zou de technologie kunnen beschrijven als een communicatieschakel tussen de hersenen en een extern apparaat.
Passieve BCI vs. Actieve BCI
BCI's kunnen passief of actief zijn. Een passieve BCI interpreteert alleen hersensignalen om inzicht te geven in de cognitieve toestand van een individu. Zo kan het bijvoorbeeld de emotionele toestand van een gebruiker detecteren tijdens een consumentenonderzoek of een trainingsprogramma.
Hierboven: Nathalie Labrégère, geboren met een cerebrale motorische beperking, gebruikt actieve BCI en een EPOC X-headset om een exoskeletarm te bedienen tijdens de fakkelestafette van de Paralympische Spelen van 2024. Meer informatie
Een actieve BCI vereist dat gebruikers hun hersensignalen actief moduleren om met een extern apparaat te communiceren. Een gebruiker kan zich bijvoorbeeld voorstellen dat hij zijn arm beweegt, waardoor een robotarm op vergelijkbare wijze beweegt.
Hoe werkt een BCI?
Onze hersenen zitten vol met cellen die neuronen worden genoemd. Elke keer dat we denken, bewegen, voelen of ons iets herinneren, zijn onze neuronen aan het werk. Biochemische en elektrische signalen voeren dat werk uit. Wetenschappers kunnen die signalen detecteren en interpreteren wat ze betekenen met behulp van elektro-encefalografie (EEG)-technologie. EEG kan signalen van het menselijk brein uitlezen en naar versterkers sturen. De versterkte signalen worden vervolgens geïnterpreteerd door een BCI-computerprogramma, dat de signalen gebruikt om een apparaat aan te sturen.
Signaalverwerving
ECoG, LFP, EEG,SU, Overig
Signaalverwerking
Autoregressief, Fourier-transformatie, Common Spatial Filters, Laplaciaans filter, Wavelets, Overig
Voorbeelden van effectorapparaten
Spellers
Cursors
Rolstoelen
Drones
Speelgoed
Videogames
Internet of Things (IoT)
Robotarmen
Wat is een BCI?
Een BCI kan ook een brain-machine interface, een neural-control interface, een mind-machine interface of een direct neural interface worden genoemd. Een BCI maakt directe communicatie mogelijk tussen de hersenen en een extern apparaat, vaak om de activiteit ervan te besturen. BCI's lezen signalen uit de hersenen en gebruiken machine-learningalgoritmen om de signalen te vertalen naar een externe actie.
EMOTIV medeoprichter en CEO Tan Le legt BCI-oplossingen en technologie uit in deze TED Talk uit 2010:
BCI en EEG
EEG-gebaseerde BCI worden gekenmerkt door de techniek waarbij niet-invasieve EEG-elektroden worden gebruikt om hersenactiviteit te meten en de geregistreerde hersensignalen te vertalen naar opdrachten.
BCI's detecteren veranderingen in hersenactiviteit die via een EEG worden gemeten. BCI-technologieën sturen deze signalen vervolgens door naar machine-learningalgoritmen. De machine-learningalgoritmen zijn getraind om EEG-hersenactiviteit te herkennen die samenhangt met bepaalde emoties, acties en uitdrukkingen. Wanneer de algoritmen overeenkomende EEG-hersenactiviteit identificeren, kan de BCI externe opdrachten verzenden om een apparaat te bedienen (zoals een computercursor, robotarm of rolstoel).
De apparaten zijn geprogrammeerd om deze opdrachten te interpreteren en uit te voeren, of het nu gaat om het besturen van een fysiek object of een digitale interface. Een proefpersoon die een EEG-apparaat draagt kan denken “beweeg naar links” en de cursor beweegt naar links — dat is een voorbeeld van een externe actie die op een digitale interface wordt uitgevoerd.
Waarvoor wordt een BCI gebruikt?
Brain-computer interface-onderzoek
BCI-onderzoek (ook wel brain-machine interface-onderzoek genoemd) vertegenwoordigt een snel groeiend vakgebied. Academische onderzoekers hebben onderzocht of BCI-gebruikers direct met computersoftware kunnen interageren via alleen hersenactiviteit. Eén studie testte een BCI-systeem op zijn vermogen om hersenactiviteit te detecteren en classificeren met de gekoppelde mentale acties. De resultaten toonden aan dat het systeem alle mentale acties succesvol kon uitvoeren en verbeterde met extra trainingsdata.
Vanwege het vermogen om externe apparaten te manipuleren via hersenactiviteit, richt een groot deel van brain-computer interface-onderzoek zich op afstandsbediening. BCI-onderzoekers hebben ook humanoïde robots gebruikt die worden bestuurd door BCI-apparaten om een externe omgeving te manipuleren. De BCI stelt de gebruiker in staat de robot in de externe omgeving eenvoudig te besturen. De menselijke gebruiker ontvangt feedback van de robot, wat helpt om totale immersie in de externe omgeving te ervaren. Dit kan nuttig zijn in verschillende BCI-toepassingen, waaronder militaire operaties, medische operaties en rampenbeheer of zoek- en reddingsoperaties.
Onderzoekers gebruiken BCI ook om te begrijpen wat neurale netwerken in realtime doen. De meeste neurale weefselsystemen worden ofwel begrepen op het niveau van het individuele neuron, of filosofisch benaderd op cognitief niveau. BCI wordt gebruikt om te bestuderen hoe specifieke weefselsystemen reageren op elektrische stimulatie en wat dat op cognitief niveau kan betekenen.
***Disclaimer – EMOTIV-producten zijn uitsluitend bedoeld voor onderzoeksdoeleinden en persoonlijk gebruik. Onze producten worden niet verkocht als medische hulpmiddelen — zoals gedefinieerd in EU-richtlijn 93/42/EEC. Onze producten zijn niet ontworpen of bedoeld voor gebruik bij diagnose of behandeling van ziekte.
Brain-computer interfaces in neurologische revalidatie
Brain-computer interfaces kunnen mensen helpen die hun ledematen niet kunnen gebruiken, ondersteunende hulpmiddelen nodig hebben of niet kunnen spreken. Het gebruik van brain-computer interfaces in neurologische revalidatie (het door artsen begeleide proces dat mensen met aandoeningen, letsels of ziekten van het zenuwstelsel wil helpen) kan helpen om iemands vermogen om zich door dagelijkse ervaringen te bewegen te verbeteren. BCI's worden vaak gebruikt voor revalidatie na een beroerte of letsel. In de toekomst kunnen we BCI-medische producten zien die worden gebruikt bij operaties of andere medische ingrepen.
BCI stelt personen met motorische beperkingen in staat hun hersenactiviteit te gebruiken om objecten in hun omgeving te besturen en te communiceren. Brain-computer interfaces met EEG-signalen kunnen hen helpen een prothese of computerinterface te besturen.
Brain-computer interface-gaming
BCI-software kan mentale opdrachten uit EEG-data “vertalen” naar opdrachten in een videogame. Bij brain-computer interface-gaming dragen proefpersonen een EEG-headset terwijl ze VR-games spelen die zijn ontworpen om virtuele objecten te besturen. In BCI-gaming gebruikt de proefpersoon, in plaats van een traditionele gamecontroller, mentale opdrachten om bewegingsgebaseerde acties in de game mogelijk te maken — zoals “duwen”, “trekken” of “springen”. De BCI verwerkt mentale opdrachten uit het EEG en activeert de overeenkomstige actie in de VR-game (direct neural interface virtual reality).
EMOTIV EPOC debuteerde in 2011 als videogamecontroller. Hoewel het zijn tijd vooruit was, maken ontwikkelingen in EEG-hardware, software en kunstmatige intelligentie gamen met je hersenen gemakkelijker dan ooit.
TOEN: Spirit Mountain handsfree spelen met EPOC+ in 2011. (Bron) Spirit Mountain is vanaf de basis ontwikkeld voor BCI-gaming. |
NU: Elden Ring handsfree spelen met EPOC X in 2024. (Bron) Elden Ring is ontwikkeld voor pc en consoles. Er is een aangepaste BCI-controller ontwikkeld met de Cortex API, waardoor handsfree spelen mogelijk is. |
Download EmotivBCI-software
Ontwikkel BCI-games
Deel je BCI-projecten met ons! Tag #EMOTIV op sociale media of e-mail hello@emotiv.com.
Meer hulp nodig? NEEM CONTACT MET ONS OP
Hoe kunnen brain-computer interfaces ons leven veranderen?
BCI's bieden levensveranderende mogelijkheden voor personen met motorische beperkingen, omdat ze fysieke handelingen kunnen uitvoeren die anders niet mogelijk zouden zijn. BCI vertaalt hersensignalen naar opdrachtuitkomsten met behulp van algoritmen voor kunstmatige intelligentie. Deze opdrachten kunnen worden gebruikt om rolstoelen, protheses of andere ondersteunende technologieën te besturen.
BCI-technologie heeft het potentieel om alledaagse taken gemakkelijker te maken voor mensen van alle vaardigheidsniveaus. BCI's kunnen bijvoorbeeld de noodzaak wegnemen om te typen of spraakopdrachten te geven — proefpersonen zouden navigatie- en invoeropdrachten aan een computer kunnen geven via hersenactiviteit.
Ethische kwesties van brain-computer interface
Met de levensveranderende mogelijkheden van BCI-technologie komen ethische implicaties. Naarmate het vakgebied van brain-computer interface-onderzoek groeit en de technologie in brain-computer interface-toepassingen zich blijft verbeteren, zijn er verschillende ethische kwesties rond brain-computer interfaces naar voren gebracht.
BCI-beveiligingskwesties
Een BCI is een softwaretoepassing en net als elke software die informatie naar een extern apparaat verzendt, kunnen de verzonden gegevens worden onderschept voor kwaadwillende doeleinden. Beveiliging is vooral cruciaal in BCI-technologie omdat BCI signalen rechtstreeks uit het zenuwstelsel van een proefpersoon vastlegt. Hoewel BCI momenteel niet de intenties, privégedachten of wat iemand leest of bekijkt kan afleiden, kan het combineren van BCI-data met specifieke stimuli dat op een dag mogelijk maken. BCI zou kunnen worden gebruikt om iemands gezondheidsstatus of bekendheid met bepaalde gebeurtenissen vast te stellen, wat een aanzienlijk privacyrisico vormt.
BCI-privacykwesties
Evenzo is privacy een belangrijk onderwerp binnen BCI-ethiek, aangezien de vastgelegde neurale signalen kunnen worden gebruikt om toegang te krijgen tot iemands privé-informatie. Ethici hebben zorgen geuit over hoe BCI-data wordt opgeslagen en beschermd. Moet BCI-data bijvoorbeeld worden behandeld als medische data, of als commerciële data? Moet BCI-data geanonimiseerd worden? Hoe weten gebruikers of hun BCI-data voor commerciële doeleinden is gebruikt? Hoewel veel van de discussie over ethische kwesties van brain-computer interfaces nog in ontwikkeling is, blijven privacy- en beveiligingskwesties de belangrijkste zorgen.
Ontdek hoe EMOTIV je hersendata veilig houdt.
BCI-toepassingen
Hier zijn enkele van de meest voorkomende brain-computer interface-voorbeelden die vandaag worden gebruikt:
Neurowetenschap
Defensie
Geneeskunde
Redding/Rampenbeheer
Beveiliging
Onderwijs
Revalidatie
Een beknopte geschiedenis van BCI
Het vroegste punt in de BCI-geschiedenis is terug te voeren op de Duitse fysioloog en psychiater Hans Berger. Berger vond het elektro-encefalogram uit, een apparaat dat EEG-signalen registreert. Hij wordt gecrediteerd met het registreren van de eerste menselijke EEG-hersengolven in 1924.
Het vroegst gepubliceerde BCI-experiment bestond uit het gebruik van EEG om een cursor op een scherm te bewegen. Dit experiment uit 1977 was het eerste vastgelegde succesvolle gebruik van BCI in een laboratorium.
Een monumentaal experiment uit 1988, uitgevoerd door Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov en Liljana Bozinovska, gebruikte BCI en EEG om een robot te besturen. De proefpersoon stuurde de robot aan om een lijn op de vloer te volgen door hersensignalen van een EEG-machine naar BCI-software te sturen die met de robot was verbonden. Dit experiment was het eerste dat met succes een fysiek object bestuurde met behulp van een EEG-machine.
Sindsdien zijn verschillende neurotechnologiebedrijven opgericht met als doel BCI-implantaten en draagbare technologie veilig en effectief te maken voor dagelijks gebruik. EMOTIV was de eerste die in 2011 een draadloze EEG-headset introduceerde.
Meer recent, in 2017, werd Rodrigo Hübner Mendes, een quadriplegiepatiënt, de eerste persoon ooit die een F1-auto bestuurde met alleen zijn hersengolven, dankzij BCI-technologieën en een EMOTIV EEG-headset.
De Neuralink-onderneming van ondernemer Elon Musk richt zich op het creëren van BCI-apparaten die in het menselijk brein kunnen worden geïmplanteerd. In 2024 bestuurde een deelnemer genaamd Alex met succes een cursor en speelde hij een videogame met zijn hersengolven.
Facebook kondigde in 2017 ook aan dat het een BCI bouwde. De brain-computer interface van Facebook is bedoeld om gebruikers te laten typen met alleen hun hersengolven via niet-invasieve brain-computer interfaces.
Wie vond brain-computer interfaces uit?
UCLA-professor Jacques Vidal bedacht de term “BCI” en produceerde de eerste peer-reviewed publicaties over dit onderwerp. Vidal wordt breed erkend als de uitvinder van BCI's, zoals weerspiegeld in peer-reviewed artikelen.
Biedt EMOTIV brain-computer interface-apparaten aan?
Ja! EMOTIV is een erkende pionier en marktleider op het gebied van BCI voor enterprise-oplossingen, persoonlijk gebruik en draadloze EEG-technologie.
EMOTIV biedt brain-computer interface-apparaten die kunnen worden gekoppeld aan de brain-computer interface-software genaamd EmotivBCI. EmotivBCI kan direct worden gebruikt om een BCI binnen een computer te implementeren. Het kan ook koppelen met het gratis open-sourceplatform NodeRed, dat BCI-uitvoer verbindt met veel compatibele externe hardwareapparaten om directe mentale controle over apparatuur in de echte wereld te implementeren. EmotivBCI en NodeRed stellen ontwikkelaars in staat BCI-toepassingen te bouwen. Tot de brain-computer interface-apparaten van EMOTIV behoren de EMOTIV Insight en de EMOTIV EPOC X EEG-headsets.
Bekijk alle EMOTI BCI-producten
Lees verder:
Lees verder
