Idun Technologies: De hoofdtelefoon die hersengolven meet

Ik ontmoet Simon Bachmann in een halfleeg kantoorgebouw in Opfikon. De CEO en medeoprichter van Idun Technologies werkt hier met zijn 19-koppige team aan koptelefoons en software die onze hersenen kunnen meten. Wat klinkt als iets uit een sciencefictionfilm die in Zürich is gemaakt, laat Simon me ter plekke zien. Hersengolven worden al tientallen jaren gemeten voor diagnostische en wetenschappelijke toepassingen. De start-up uit Zürich wil dit nu toegankelijk maken voor de consumentenmarkt.

Normaal zou Simons medeoprichter Séverine Gisin ook in dit kantoor te vinden zijn, maar zij is momenteel met zwangerschapsverlof. Oprichter en medeoprichter leerden elkaar kennen tijdens hun masteropleiding Gezondheidswetenschappen en Technologie aan de ETH. Ze richtten Idun Technologies op als een ETH spin-off in 2017. "Preventieve gezondheid is altijd spannend voor ons geweest. We zagen de ontwikkeling van biosensoren als het belangrijkste element," legt Simon me uit. Het team ontwikkelde eerst een sensor-T-shirt en kwam toen op het idee van koptelefoons, dat tot op de dag van vandaag is gebleven.

Koptelefoons zijn nauwkeuriger dan smartwatches

Ik wil van Simon weten wat deze futuristische koptelefoon, die aan de achterkant verbonden is met een hoofdband, precies kan. "Met onze Idun 'Guardian' hoofdtelefoons en hun biosensoren kunnen we menselijke hersengolven meten in de gehoorgang," legt hij uit. Dit is spannend voor bijvoorbeeld slaapgegevens en werkt als volgt: Door elektroden op de huid te plaatsen wordt de neuronale activiteit gemeten. In technische termen heet dit een elektro-encefalogram, kortweg EEG. Normaal gesproken wordt dit gemeten met elektroden op het hoofd, maar Idun kan dit in de gehoorgang doen met de Guardian hoofdtelefoon die de start-up uit Zürich onlangs op de markt heeft gebracht.
Simon legt uit hoe dit werkt.
Simon legt uit hoe dit type meting werkt: "De koptelefoon voert een zogenaamde biopotentiaalmeting uit. Zodra de elektroden de huid raken, kan de meting beginnen. De elektroden meten de elektrische potentialen van de hersenen die worden gegenereerd tijdens neuronale activiteit. De signalen kunnen vervolgens worden geïnterpreteerd (bijvoorbeeld frequentiebanden of amplitudesterkte), wat informatie oplevert over slaapkwaliteit of cognitieve prestaties. Tot zover begrijpelijk - en futuristisch.

Smartwatches zoals de Apple Watch gebruiken ECG (elektrocardiogram) om onze hartslag te meten en daar gegevens uit af te leiden - maar de EEG-meting van de Idun hoofdtelefoon is vele malen nauwkeuriger en geeft informatie die een smartwatch niet kan, zegt Simon. De smartwatch meet fysiologische gegevens van het lichaam, maar niet van het centrale zenuwstelsel. Dit is echter ons "controlecentrum".

Dankzij neurowetenschappelijke gegevens kunnen de hersenen als het ware met software worden verbonden. En waarom hebben we dit nodig of willen we dit? "De frequentiebeelden kunnen worden gebruikt om de slaapkwaliteit, herseninspanning, focus of oogbewegingen van de drager te meten," legt Simon uit. Dit maakt het bijvoorbeeld mogelijk om te evalueren wanneer iemand bijzonder gefocust is, een pauze moet nemen of zelfs een powernap moet doen. In een ideale versie zouden verbindingen met smart home toepassingen, bijvoorbeeld voor lichtinstellingen - dus gedimd licht als je moe bent - ook mogelijk moeten zijn dankzij hersengolfmeting.

Idun

Idun is niet het enige bedrijf dat zich richt op "neurotech". Veel grote bedrijven doen al lange tijd onderzoek naar dergelijke technologieën. De bekendste is waarschijnlijk Elon Musk's Neuralink. Maar LG, met zijn Breeze Buds, is ook van plan om een soortgelijk product op de markt te brengen.

"Niemand draagt in het dagelijks leven een badmuts"

Normaal worden deze metingen gedaan met netten of petten op het hoofd. Het aanbrengen van deze zogenaamde hersenmeetmutsen is erg tijdrovend. Ze vereisen een gel, die na de meting moeizaam uit het haar moet worden gewassen. "Niemand zou in het dagelijks leven zo'n badmuts dragen, laat staan de gel aanbrengen," legt Simon uit.

Idun beweert dat hij dezelfde metingen kan doen met een hoofdtelefoon, en met een vergelijkbare signaalkwaliteit. Simon legt uit: "We waren op zoek naar een vorm die niet-invasief was, maar toch betrouwbaar. Onze sensoren voor de oren bereiken dit." Omdat de hoofdtelefoonvorm in het dagelijks leven wordt gedragen, zijn bovendien uitgebreidere metingen mogelijk - er kunnen veel meer gegevens worden gegenereerd door de frequentere draagtijd.

Dit zou bijvoorbeeld gebruikt kunnen worden om de cognitieve werkbelasting van een kantoorbaan te berekenen. Simon kijkt naar de toekomst: "Deze resultaten zouden dan gekoppeld kunnen worden aan de Outlook-agenda en de dag zou effectiever gepland kunnen worden." Bijvoorbeeld: Wie 's ochtends moe is, laat dan minder afspraken invoeren - dat klinkt tot nu toe praktisch. Het past bij het feit dat veel mensen toch al een koptelefoon dragen als ze op kantoor werken. Maar het eerste probleem is dat de Idun Guardian, de nieuwste EEG koptelefoon van Idun, nog geen muziek afspeelt. "Daar werken we nog aan," zegt Simon.

Het is duidelijk dat het meten van cognitieve werkbelasting risico's met zich meebrengt. Iedereen die zijn luie zelf vaak op kantoor laat rondhangen met een "diepe cognitieve werkbelasting" zal er sneller achter komen dan hij kan denken. Het Idun-team is zich bewust van dit gevaar: "We vertrouwen erop dat eindgebruikers dit controleren," zegt Simon.

Nog niet voor consumenten - maar wel voor grote beleggers

Een kleine all-clear: hersengolfmeting in het dagelijks leven is nog niet beschikbaar. Tot nu toe verkoopt Idun de producten alleen aan zakelijke klanten - of aan investeerders. Simon somt op: "Sony en Takeda, een groot Japans farmaceutisch bedrijf, hebben al geïnvesteerd in onze technologieën." De precieze samenwerking met deze bedrijven wil Simon me echter niet vertellen - een bedrijfsgeheim. Net zo geheim als de samenwerking met de investeerders is de achterliggende technologie. Simon wil niet onthullen hoe de elektroden van Idun werken of wat de samenstelling van het gebruikte materiaal is.

Helaas laat hij me het kleine laboratorium zien waar het team tot voor kort de sensoren zelf produceerde. Het laboratorium staat vol met dozen, speciale ovens en prototype materiaal. Het team laat de sensoren nu echter extern produceren. De materiaaltechnicus van het team, Katja Junker, kon de productie niet langer bijhouden. Bovendien is dit werk bijna saai geworden, legt ze me lachend uit. Ze is alweer bezig met het volgende project.

Een simulatie van de toekomst

Auriel Valtancoli, Sales en Business Developer in het team, laat in een simulatie zien wat de hoofdtelefoon vandaag de dag al kan. De testopstelling: Twee kartonnen figuren van Severine en Simon, levensgroot. "Eerst hadden we Donald Trump en de koningin - maar dat viel niet altijd in goede aarde," vertelt Simon lachend.

De simulatie werkt als volgt: Auriel draagt de meetsensoren - hier van een voorloper van het huidige Guardian-model - en gaat in het midden van de twee figuren van zijn bazen staan. Dan begint de meting. Zonder dat Auriel zijn hoofd draait, weten de sensoren dankzij de hersenmeting in welke richting Auriel kijkt. Afhankelijk van de oogbewegingen van Auriel licht het ene of het andere figuur op - ja, het ziet er net zo futuristisch uit als het klinkt.

En de voordelen in het dagelijks leven? "Hoortoestellen en koptelefoons kunnen herkennen op welke geluidsbron de drager zich concentreert en deze akoestisch versterken, terwijl alle andere geluidsbronnen worden onderdrukt," zegt Simon. Hij beschrijft het zogenaamde cocktailparty-probleem, waarbij je een gesprek moet kunnen volgen ook al is het rondom luid - dit is vooral moeilijk voor mensen met hoortoestellen.

Zelfs als Auriel zijn ogen sluit, merken de sensoren dit op en registreren het dienovereenkomstig - dit wordt ook wel meditatietracking genoemd. Het apparaat meet de sterkte van de alfagolven in de hersenen, die aangeven hoe ontspannen iemand is. Deze en zogenaamde theta-golven kunnen ook worden gebruikt om te bepalen of iemand zo ontspannen is dat hij op het punt staat in slaap te vallen: in dat geval zijn er andere frequenties in de hersenen actief dan normaal. Hoge bètagolven daarentegen geven aan dat iemand zich concentreert.

Het Idun-team kan dit allemaal lezen met de koptelefoon - Simon en co. kunnen alleen nog geen gedachten lezen nog. Maar ik kan me niet aan de indruk onttrekken dat ze dat ook zouden willen kunnen. Simon waarschuwt: "EEG metingen kunnen inzicht geven in hersenactiviteit, maar we zijn nog ver verwijderd van het kunnen lezen van gedachten. De metingen laten vooral oppervlakkige, zogenaamde 'corticale' gebieden zien en hebben een beperkte ruimtelijke resolutie."

Ethiek: een belangrijk thema

In het hierboven en elders beschreven scenario verzamelt Idun zeer gevoelige gegevens. "We zijn toegewijd aan het pionieren op het gebied van ethische thema's," legt Simon uit. Het bedrijf werkt samen met verschillende bedrijven om normen en richtlijnen te definiëren voor het gebruik van neurotechnologie op de massamarkt. Dit omdat neurotechnologie en AI in het algemeen mogelijk een sterke impact kunnen hebben op deze gebieden, zegt Simon.

De start-up heeft bovendien een Neuroethics Advisory Board samengesteld, waarin prominente namen uit de neuroscene zitten, zoals Marcello Ienca, hoogleraar ethiek en kunstmatige intelligentie aan de Technische Universiteit van München. Samen heeft het team een neuroethisch handvest opgesteld. Simon legt me verder uit dat, afhankelijk van het toepassingsgebied, gebruikersgegevens alleen lokaal worden opgeslagen op de betreffende apparaten - en alleen mogen worden doorgegeven en geanalyseerd volgens strikte richtlijnen. Het analyseren van hersengolven heeft echter een enorm potentieel. Voor de industrie en ook voor gebruikers - als ze dat willen.

Ik neem afscheid van Simon en stap de middagzon in aan de rand van Zürich. Koptelefoons die hersengolven meten - wat is er nog meer? Op een gegeven moment wil Simon de sensoren kunnen installeren in kleine, echt draadloze koptelefoons die niet te onderscheiden zijn van de modellen die we elke dag dragen. Ik vind dat even opwindend als beangstigend. Spannend omdat het vooruitgang in de gezondheidszorg en nieuwe toepassingsgebieden betekent. De voorheen omslachtige metingen gaan veel sneller en gemakkelijker. Beangstigend omdat niemand precies weet wat er met deze gegevens gedaan kan worden.