Het jy 'n vrye wil, of nie? Is dit iets waaraan jy al ooit gedink het? As jou antwoord JA is, is jy in die geselskap van navorsers in biomediese ingenieurswese aan die Universiteit Stellenbosch wat graag met hierdie vraag 'worstel'.
Die diep vraag oor die menslike brein en vrye wil hoef nie meer in die sfeer van blote intellektuele debat te bly nie. Die Biomediese Ingenieurswese Navorsingsgroep (BERG) aan die Universiteit Stellenbosch (US) het onlangs die nuutste breinskanderingstoerusting aangekoop wat moontlik meer lig op die interessante onderwerp kan werp.
Dr Dawie van den Heever, wat nou aan die hoof van BERG staan, sê: "Die nuwe toerusting is 'n welkome toevoeging tot die reeds goed-toegeruste navorsingsgroep wat mik om die voorste biomediese navorsingsinstituut in Suid-Afrika te word. Een van die fokusareas van BERG is die neurowetenskap en ons ondersoek tans breinprosesse tydens besluitneming wat ons algemene idee van vrye wil dalk in die weegskaal kan plaas."
Die moderne toerusting kom van Obelab, in Korea. NIRSIT is 'n toestel wat ontwerp is om verandering in serebrale bloed-suurstofversadiging te meet deur 'n naby-infrarooi ligstraal in die serebrale korteks uit te straal. Sagteware word dan gebruik om die verspreiding van serebrale suurstofversadiging via verskeie kanale te monitor. Die toestel kan tot 204 kanale op die prefrontale korteks opneem, die breinarea wat vir hoërbesluitneming verantwoordelik is.
In 1983 was die wêreld geskok met die eerste neurowetenskaplike bewyse teen vrye wil. Benjamin Libet en sy span navorsers het die teenwoordigheid van breinaktiwiteit in die motoriese korteks getoon wat die vrywillige handbeweging tot 'n halwe sekonde voorafgegaan het. Die verrassende bevinding was dat hierdie breinaktiwiteit ook die deelnemer se bewustheid van hierdie 'vrywillige' aksie voorafgegaan het. Sedertdien is verskeie variasies van die studie uitgevoer en dit lyk asof die bevindinge met 'n voldoende mate van betroubaarheid bevestig word.
Dr Van den Heever brei uit: "Baie mense is egter steeds skepties en weerlê die eise van sommige navorsers. Sommiges bevraagteken ook die praktiese relevansie van hierdie studies. Daarom spreek BERG se navorsing tans sommige van hierdie beperkings van die vorige studies aan.
"Ons navorsing verskuif die fokus na besluite gebaseer op die regte lewe en wat gevolge dra, terwyl die breinaktiwiteit wat met arbitrêre en doelbewuste besluite verband hou, vergelyk word. Verder probeer die navorsing die neurale meganismes onderliggend aan doelbewuste keuses bepaal. Ons ondersoek die gebruik van masjienleertegnieke om te kyk na ander netwerke of merkers wat betrokke is by die aanvang van die aksie voor bewuste voorneme en, sodoende, nog 'n hou inkry teen die argument van vrye wil."
Hy gaan voort: "Die hipotese is dat daar ander seine of merkers in die brein is wat nie maklik waarneembaar is nie en daarom sal die krag van masjienleertegnieke gebruik word om hierdie versteekte merkers te soek. Tans word 'n 128-kanaal elektro-ensefalogram (EEG)-stelsel gebruik as gevolg van sy hoë temporale resolusie in vergelyking met ander skanderingsmodaliteite. EEG meet die elektriese aktiwiteit in die brein op millisekonde-skale. Ons sal soek na elektriese seine wat bewustheid van die besluit voorafgaan vroeër as Libet se metode deur in verskillende areas (soos die frontale korteks) én beter tegnieke te gebruik. EEG het egter 'n baie swak ruimtelike resolusie en kan nie die betrokke areas akkuraat identifiseer nie.
"Hier kom die nuwe NIRSIT-toestel ter sprake met sy baie hoë ruimtelike resolusie, tot 204 kanale wat die prefrontale korteks, die setel van doelbewuste besluitneming, bedek. Die eerste resultate van die EEG-studie kan teen die einde van 2018 verwag word. Data is aangeteken en ons is in die proses om die data te verwerk en te soek na seine wat besluitneming voorafgaan. In die toekoms sal ons die NIRSIT-toestel gebruik om hierdie studies te herhaal met beter ruimtelike resolusie om die area in die frontale korteks, wat verantwoordelik is vir besluitneming, meer akkuraat en beslissend te bepaal," sluit dr Van den Heever af.
Nie al BERG se navorsingsprojekte is op só 'n serebrale vlak nie. Navorsingstemas wat gedek word, sluit in:
1. Mediese toestelle (byvoorbeeld 'n elektroniese speletjie op 'n tablet of iPad wat gebruik word om ADHD te diagnoseer).
2. Ortopediese Ingenieurswese (byvoorbeeld die ontwerp van knie-implantate wat pasiënt-spesifiek en anatomies akkuraat is en normale kniebeweging reproduseer).
3. Biomeganika (byvoorbeeld om rekenaar- of simulasiemodelle te gebruik vir die driedimensionele dinamiese gedrag van 'n hartklep tydens 'n kardiale siklus).
4. Nanosensore (klein draagbare apparate wat gebruik word vir die vroeë opsporing van E. coli of kanker deur een druppel bloed te gebruik).
Foto:
Links is dr Dawie van den Heever (hoof van BERG) en Llewellyn Groeneveld, meestersgraadstudent in Biomediese Ingenieurswese, wat met die nuwe breinskanderingsapparaat, NIRSIT, poseer.
