За последние 50 лет человечество стало массово использовать компьютерные технологии. Мы имеем много вариантов взаимодействия с разными видами вычислительных устройств: клавиатуры и мыши, сенсорные панели и др. Однако, самым интересным методом работы с компьютерами является контроль «силой мысли», напрямую через нервную систему человека.
Компьютерный нейроинтерфейс — это система «мозг-компьютер», позволяющая напрямую считывать сигналы мозга и преобразовывать их в действия цифровых или механических устройств.
Классический пример — управление курсором на экране силой мысли: пользователь, фокусируясь на определённых мысленных образах или командах, вызывает соответствующие изменения в электрической активности мозга, которые распознаются устройством и трансформируются в движение курсора.
История нейроинтерфейсов началась с открытия Хансом Бергером электрической активности мозга и развития электроэнцефалографии (ЭЭГ). В 1924 году Бергер первым записал активность человеческого мозга с помощью ЭЭГ. Первым устройством, которое можно считать нейроинтерфейсом, является «Stimoceiver». В 1950-х годах Хосе Дельгадо, нейрохирург, протестировал его на мозге быка, заставив животное изменить направление движения с помощью нейроинтерфейса. Термин Brain Computer Interface придумал профессор Универститета Калифорнии Жак Видаль. Он же в 1977 году провёл первый эксперимент с нейроинтерфейсами, продемонстрировавший возможность управлять графическим объектом (курсором на экране компьютера) с помощью ЭЭГ. В 1998 году Филипп Кеннеди впервые внедрил нейроинтерфейс в человека. Им стал художник и музыкант Джонни Рэй. Во время эксперимента Рэй, представляя движение собственных рук, мог управлять курсором на экране компьютера. В 1999 году группа исследователей Яна Дэна из Университета Калифорнии расшифровала сигналы зрительной системы кошки и сумела воспроизвести изображения, которые мог воспринимать ее мозг. За следующие четверть века учёные по всему миру произвели сотни различных экспериментов с нейроинтерфейсами — прежде всего в медицине. С разной степенью успешности нейроинтерфейсы облегчают реабилитацию людей с нарушениями деятельности нервной системы. Источник
Существует несколько типов нейроинтерфейсов:
- Неинвазивные. Регистрация мозговых волн осуществляется при помощи электродов, размещённых на поверхности кожи головы (ЭЭГ-шлем).
- Инвазивные. В мозг вживляются электроды или другие сенсорные чипы, позволяющие с высокой точностью считывать активность отдельных нейронов или их групп.
- Частично инвазивные. Электроды располагаются под кожей черепа, но не проникают глубоко в мозг.
Как можно применять нейроинтерфейсы?
- Протезы, управляемые мыслью.
- Зрительные импланты.
- Помощь при неврологических расстройствах.
- Коммуникационные устройства.
А занимается ли кто-то компьютерными нейроинтерфейсами в России?
Да, одним из примеров компаний, которые применяют нейроинтерфейсы является «Motorica». Специализируется компания на производстве высокотехнологичных бионических протезов. Их технологии позволяют пользователям управлять протезами с помощью мысленных команд, что упрощает адаптацию и повышает мобильность людей с ампутациями. Помимо улучшения управления протезом, специалисты работают еще в одном передовом направлении. Так, система передачи ощущений через электроды позволит обладателю протеза получать ощущения от конечности. Источник
Какие перспективы ждут технологию компьютерных нейроинтерфейсов?
- Улучшение качества сигнала.
- Интеграция искусственного интеллекта.
- Расширение сенсорной обратной связи.
- Беспроводные и энергоэффективные решения.
- Новые терапевтические решения.
Какое будущее можно представить для компьютерных нейроинтерфейсов в обычной жизни?
Об этом рассказал нейрофизиолог Сергей Горюшко.
- Их можно использовать в образовании, но на самом деле нейроинтерфейсы в таких целях пока пытаются применять немногие компании.
- Большинство разработок сейчас сосредоточены на помощи парализованным людям или на управлении внешними девайсами вроде квадрокоптеров.
- В образовании тоже есть проекты по помощи детям с какими-либо заболеваниями или особенностями поведения. Например, по коррекции СДВГ — синдрома дефицита внимания и гиперактивности. Благодаря работе с нейроинтерфейсом ребёнок может научиться брать себя в руки, когда нужно. Такие методы уже довольно распространены. Взрослые тоже, кстати, могут тренировать концентрацию и другие способности таким образом, но в работе с детьми нейроинтерфейсы всё же больше востребованы.
- Одной из компаний, которые пробовали использовать нейроинтерфейсы в образовательных целях стала BrainCo. Она создана в США, но основные проекты реализованы в Китае. Например, в классах использовали нейроинтерфейсы с лампочкой — индикатором текущей концентрации. По цвету индикатора учитель мог определить, сконцентрирован ученик или нет, и как-то на него воздействовать. Но на мой взгляд, это довольно авторитарный способ контроля за учеником в режиме реального времени. Источник
Илон Маск и его Neuralink.
Существует компания по разработке нейроинтерфейсов - Neuralink, принадлежащая одному из самых богатых и амбициозных людей в мире – Илону Маску. Она разрабатывает высокотехнологичные инвазивные нейроинтерфейсы, которые будут позволять людям управлять компьютером и др. Уже есть несколько человек, которым были имплантированы нейроинтерфейсы от этой компании.
Считаю уместным привести недавнюю цитату Илона Маска: «В течение нескольких лет будут сотни людей с Neuralink, может быть, десятки тысяч в течение пяти лет, миллионы в течение 10 лет». Этим все сказано. Технология компьютерных нейроинтерфейсов еще набирает обороты, а пока это происходит надо беспрерывно исследовать, создавать и внедрять в жизнь новое.
Благодарю за прочтение статьи. Чем больше интересного в нашей жизни, тем быстрее хочется двигаться вперед.