по популярности / по алфавиту

эксперт
Научные и НФ-комиксы на Реакторе

Михаил Заславский: Парадоксальный взгляд комиксиста может подтолкнуть ученых к открытию

«Взрослые и увлекательные комиксы будут следовать за главными событиями науки и дополнят картину мира для интеллектуалов»

подробнее
Сила мысли: как нейроинтерфейсы изменят жизнь людей

Сила мысли: как нейроинтерфейсы изменят жизнь людей

Автор:

Фото: Sean Gallup/Getty Images

Дата: 8 апреля 2017 16:34

Интерфейсы «мозг-компьютер» могут «похвастаться» более чем столетней историей.

Идея управления объектами «силой мысли» получила воплощение в виде нейрокомпьютерных интерфейсов — технологии, которая объединяет мозг и компьютер в единую систему. Как полагают специалисты, нас ждет бум нейроинтерфейсов в медицине, в военном деле, в игровой индустрии и не только. Илон Маск, главный визионер нашего времени, уже открыл компанию Neuralink. Она должна будет создать имплантируемые гибкие электроды, которые станут основой полного слияния человека с компьютером через нейроинтерфейс. «Реактор» разобрался в том, как работают нейроинтерфейсы, и какие перспективы они открывают.

«Дополненное» управление телом

Заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов биологического факультета МГУ Александр Каплан рассказывает про мозг и его данные.

Интерфейс «мозг-компьютер» дает возможность мозгу отправлять команды внешним устройствам. Принцип такой: электроды подсоединяются либо к мозгу напрямую с помощью нейрохирургической операции, либо к нервам периферической нервной системы (инвазивный и частично инвазивный методы), либо к черепу с помощью «шапочки ЭЭГ» (неинвазивный метод) и регистрируют электрическую активность мозга. Из этих сигналов, в свою очередь, вычленяются определенные паттерны, соответствующие элементарным движениям. Они обрабатываются и переводятся уже в язык команд для внешнего устройства.В результате парализованный человек «силой мысли» управляет механической рукой или «рулит» своей инвалидной коляской.

Главная проблема неинвазивной технологии — неточность снимаемых сигналов, которые искажаются черепом и волосами. Здесь приходится создавать максимально точные математические алгоритмы обработки.
Бывает и наоборот: электронная матрица принимает поступающие извне сигналы (кохлеарный имплант) и переводит их в последовательность импульсов, которые стимулируют соответствующую область головного мозга, заставляя его «чувствовать»: слышать, видеть или осязать. Оба примеры — это одноканальный или однонаправленный нейроинтерфейс.

Ведутся работы и над двунаправленными интерфейсами, которые позволят как отправлять команды, так и получать «обратную связь» в мозге. Правда, пока в плане применения к человеку это дело будущего. А вот одноканальные интерфейсы уже вполне успешно тестируются во многих отраслях.

От электроэнцефалографии к человеку-киборгу

Фото: Sean Gallup/Getty Images.

Интерфейсы «мозг-компьютер» могут «похвастаться» более чем столетней историей, если считать с того момента, когда ученые впервые обнаружили электрическую активность головного мозга и нашли способ ее регистрировать. Наш соотечественник Владимир Правдич-Неминский провел первую электроцеребрографию у собак (непосредственно с поверхности мозга) в 1912 году, а Ганс Бергер выполнил первые поверхностные электроэнцефалографии у людей в 1924 году. Но вот первые практические результаты удалось получить только в 1969 году, когда обезьяна смогла более-менее научиться управлять «рукой» при помощи силой мысли.

Чуть позже, в 1974 году, появился первый кохлеарный имплант, который на сегодняшний день дал возможность слышать тысячам людей, потерявших слух. В 1998 Филип Кеннеди впервые внедрил нейроимплант в человека, которым стал полностью парализованный художник Джонни Рей. С его помощью Рею удалось управлять курсором, лишь мысленно представляя его движение. В 2004 году появился первый «человек-киборг» Мэтью Нэйгл, бывший футболист, получивший ножевую травму спинного мозга и успешно реабилитировавшийся с помощью нейроимплантанта и полноценного нейроинтерфейса.

В России тема нейроинтерфейсов бурно развивается. В 2009 году появилась первая компания в этой области NeuroG, занимающаяся распознаванием зрительных образов. Сейчас интерфейсами «мозг-компьютер» занимаются во многих лабораториях в Москве, Нижнем Новгороде, Томске, Красноярске, Казани, Новосибирске и других городах.

Где можно применять устройство

Сейчас главное направление для него — медицина. Парализованные пациенты получают возможность управлять протезами и инвалидными колясками, люди с «синдромом запертого человека» могут снова общаться с близкими. В последних работах парализованных даже учат ходить заново, используя каналы обратной связи и «перезаписывая» в мозге паттерны движения ног. В будущем такие системы позволят манипулировать роботами-аватарами, и сейчас над этим активно работают военные.

Не забыли специалисты и про здоровых людей. Использует нейроинтерфейсы и индустрия развлечений, объединяя их с виртуальной реальностью. Кстати, такие технологии тоже можно применять в медицине, например, для лечения психических расстройств и реабилитации после инсульта.

Понравилась заметка? Поделитесь —

Комментарии (0)

Добавить комментарий

Войти с помощью: