🧠 Что такое нейроинтерфейсы и как их применяют?

Нейрокомпьютерные интерфейсы связывают мозг человека с компьютерными системами. Такие системы помогают парализованным людям общаться с родными, а пациентам после инсульта вставать на ноги. Что такое нейроинтерфейсы и как их применяют?

🕰️ История

🔹 Идея нейрокомпьютерных интерфейсов основана на учении Павлова об условных рефлексах и регулирующей роли коры мозга.

🔹 В 1972 году начали использовать импланты, которые помогают глухим людям снова научиться слышать.

🔹 В 1973 году была опубликована статья Toward direct brain-computer communication, в которой была описана идея коммуникации между человеком и машиной.

🔹 Первый коммерчески доступный нейроинтерфейс появился в продаже в 2008 году.

💻 Виды нейроинтерфейсов

По типу работы интерфейсы разделяют на:

🔶 Активные. Работа таких интерфейсов основана на активации мозгом воображаемых движений. Пользователь представляет, как он двигается, и в итоге — парализованный человек самостоятельно ходит с помощью экзоскелета ExoAtlet.

🔶 Реактивные. Компьютер может ожидать от человека реакции на какое-либо событие, чтобы использовать эту реакцию в качестве команды. Например, человеку показывают буквы, и интерфейс «вылавливает» с помощью реакции, какой символ нужен. Нейрочат так помогает людям с ограниченными возможностями общаться с помощью текстов.

По характеру подключения интерфейсы бывают:

🔶 Инвазивные. Из недавних примеров — Neuralink, представленный Илоном Маском в 2020 году. Миниатюрное устройство было имплантировано в черепную коробку свиньи и соединялось с мозгом с помощью тончайших «нитей».

🔶 Неинвазивные. Если вы хоть раз делали электроэнцефаллограмму, то вы уже подключались к компьютеру с помощью нейроинтерфейса. Сигналы ЭЭГ могут быть использованы для управления роботизированными руками, записи снов и так далее.

🔶 Также есть промежуточное звено — полуинвазивные, в этом случае электроды помещаются на открытую поверхность мозга.

Применение нейроинтерфейсов

✅ Реабилитация пациентов. Один из таких примеров использования нейроинтерфейса для реабилитации людей после инсультов и травм мы выше привели — это Экзоатлет. Нейроинтерфейсы также используют при создании систем реабилитации для детей с ДЦП.

✅ Протезирование. Существуют миоэлектрические протезы — те, в которых сигнал считывается с работающих мышц человека. Есть тяговые протезы — они работают от движения работающей части руки. Но уже сейчас исследуют распознавание мозговых импульсов для этих целей. Также такие системы помогают создать «искусственный» слух и зрение.

✅ Робототехника. Люди с ограниченными возможностями управляют манипулятором, который помогает в повседневной жизни, и этот подход в будущем можно будет использовать и в медицине — как дополнительную руку для хирурга. Или на заводах — для управления манипуляторами.

✅ Изучение мозга. Записать сон как видеоролик? Выяснить, что происходит в мозгу во время приступов эпилепсии? Понять, почему мы любим? Учёные изучают мозг, используя в том числе нейрокомпьютерные интерфейсы, пытаясь оцифровать наши мысли и чувства, чтобы затем лечить от болезней и помогать нам лучше учиться и работать.

Инвестиции

🔵 В 2017 году Neuralink Corp. Илона Маска привлекла $27 млн. Результатом стал представленный в этом году нейрочип.

🔵 Facebook купила стартап CTRL-labs, сумма сделки могла составить от $500 млн до $1 млрд. Браслет стартапа считывает сигналы мозга для управления цифровыми девайсами.

🔵 Kernel привлёк $53 млн в этом году. Стартап работает над двумя отдельными продуктами: Flux измеряет электрические импульсы, генерируемые нейтронами мозга; Flow производит измерение параметров крови в мозге.

Люди боятся, что нейроинтерфейсы будут помогать следить за ними в обычной жизни, но мы не рассматриваем утопические варианты в нашем обзоре. По примерам выше видно — нейроинтерфейсы во многих областях полезны, а иногда просто необходимы.

Одна из главных сфер применения нейрокомпьютерных интерфейсов — медицина. Но она не ограничивает такие технологии: также они будут полезны и в маркетинге, и в промышленности, и в других областях.

Подписывайтесь на телеграм-канал Дока Брауна, чтобы первыми читать узнавать о знаковых новостях венчурного рынка и новых технологиях.