Исследователям из США удалось соединить мозг трёх людей в одну сеть. Интерфейс мозг-мозг назвали BrainNet, это неинвазивный способ передачи информации от двух добровольцев третьему с помощью электроэнцефалограммы и транскраниальной магнитной стимуляции. Система уже успела успешно показать себя в испытании – небольшой игре, где от участника требовалось правильно расставить фигуры на экране, при этом получая указания от двух других людей через интерфейс. Выигрышный результат составил более 80 процентов. Подробнее о разработке можно прочитать на сайте препринтов arXiv.
Архитектура BrainNet
Вопросом объединения мозга с мозгом задаются достаточно много учёных. К примеру, три года назад сотрудники Университета Дьюка во главе с Михаилом Лебедевым соединили мозг трёх макак при помощи электродов, которые вживили в серое вещество. Так как применение инвазивных методов на людях невозможно из этических соображений, создание человеческого интерфейса мозг-мозг затруднено. Однако, остаётся возможность применения неинвазивных способов мониторинга и стимуляции – электроэнцефалографии (ЭЭГ) и транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС).
Команда авторов во главе с Линсяном Цзяном (Linxing Jiang) из Университета Вашингтона решила использовать эти методы и попробовать объединить сознание трёх людей между собой. Они пригласили 15 добровольцев, которых разделили на несколько троек. Так, в каждой команде двое выполняли роли инструкторов, а третий – инструктируемого. Для считывание информации от мозга первых двух участников учёные применили ЭЭГ, а для передачи активности к третьему – ТМС.
Задание заключалось в прохождении игры, напоминающей тетрис: наверху экрана появлялась фигура, которую нужно было перевернуть так, чтобы заполнить пробелы в ряду снизу. Участники в роли инструкторов видели финальный ряд и знали, нужно ли предпринимать действия и манипулировать фигурой, при этом третий участник ряда не видел, но мог принимать решения об изменении положения.
Чтобы это сделать, третьему человеку в команде нужно было наблюдать за лампочкой, которая располагалась с разных сторон – слева и справа в зависимости от инструкции. Она мигала с разной частотой, что формировало сигнал, с помощью ТМС переходящий в зрительную кору получателя. Такая стимуляция способствовала появлению фосфена – зрительного ощущения, при котором появляется небольшое светящееся пятно. При наблюдении фосфена третий доброволец принимал решение переворачивать фигуру, а если этого не случалось, то оставлял её в неизменном положении. В результате BrainNet помог правильно угадать нужное положение фигуры в 81,3 процентах случаев – это высокий результат, что говорит о низкой вероятности случайного попадания.
Интересно, что учёным удалось научить получателя инструкции определять верность информации. Одному из инструкторов они дали задание намеренно давать неправильные данные. В итоге инструктируемый смог отличить правильные посылы от неправильных.
В ранних экспериментах интерфейсы мозг-мозг уже разрабатывались, однако, количество участников обычно не превышало двух. В своей новой работе исследователям удалось создать первый подобный интерфейс с использованием мозга трёх человек и получить многообещающие результаты.
Текст: Екатерина Заикина
BrainNet: A Multi-Person Brain-to-Brain Interface for Direct Collaboration Between Brains
By Linxing Jiang, Andrea Stocco, Darby M. Losey, Justin A. Abernethy, Chantel S. Prat, Rajesh P. N. Rao
arXiv:1809.08632