Нейроинтерфейс — будущее, которое почти наступило
Нейроинтерфейс — система для обмена информацией между мозгом человека и электронным устройством. Это технология, которая позволяет человеку взаимодействовать с внешним миром на основе регистрации электрической активности мозга — электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Желание человека совершить какое-то действие отображается в изменениях ЭЭГ, что, в свою очередь, расшифровывает компьютер.
Небольшая предыстория о развитии
Первым нейроинтерфейсом можно считать Stimoceiver — электродное устройство, которое может управляться по беспроводной сети с помощью FM-радио. В 1950-е годы Хосе Дельгадо, нейрохирург из Йельского университета, испытал его на мозге быка и впервые изменил направление движения животного с помощью НКИ (нейрокомпьютерного интерфейса).
В 1960-е годы нейрофизиолог Грей Уолтер, используя электроды на коже головы человека, зарегистрировал возбуждения от движения большого пальца человека. В 1972 году был создан кохлеарный имплант — первый нейропротез, ставший коммерчески успешным на рынке. Сегодня более 25 тысяч человек используют эти устройства, позволяющие глухим людям слышать.
В 1998 году Филипп Кеннеди внедрил первый нейроинтерфейс в обследуемого человека. Им был художник и музыкант Джонни Рей. Думая или представляя движения рук, Рей управлял курсором на экране компьютера. В 1999 году группа Яна Дэна из Университета Калифорнии расшифровала сигналы зрительной системы кошки и воспроизвела изображения, воспринимаемые её мозгом. К 2000 году группа Николелиса создала НКИ, воспроизводящий движения обезьяны во время манипуляций джойстиком. А в июне 2004 года первый «человек-киборг» Мэтью Нэйгл получил полнофункциональный нейроимплант с нейроинтерфейсом от Cyberkinetics Inc.
Нейроинтерфейс сегодня и в скором будущем
Над различными нейроинтерфейсам работает огромное количество различных компаний и стартапов. Французская компания NextMind выпустила первый коммерческий нейронный интерфейс Dev Kit. В отличие от нейроинтерфейсов, вроде Neuralink Илона Маска, система Dev Kit не инвазивна, то есть не имплантируется, а крепится к затылку с помощью обычной резинки.
Нейроинтерфейсы бывают однонаправленные и двунаправленные. Первые либо принимают сигналы от мозга, либо посылают их ему. Вторые могут посылать и принимать сигналы одновременно.
Существует несколько методов измерения сигналов мозга. Их разделяют на три типа:
- Неинвазивные. Датчики помещаются на голову для измерения электрических потенциалов, создаваемых головным мозгом и магнитным полем.
- Полуинвазивные. Электроды помещаются на открытую поверхность мозга.
- Инвазивные. Микроэлектроды помещаются непосредственно в кору головного мозга, измеряя активность одного нейрона.
Калибровка по визуальному образу длится в течение 45 секунд в центре экрана появляется круг с моргающим рисунком рандомно расположенных «палочек». По центру круга будет «прицел» из трех зеленых линий — это индикатор концентрации. Как только вы сконцентрировались на круге, линии сводятся вместе, образуя треугольник. Если вы отвлеклись, то они вновь разойдутся. Чтобы корректно откалибровать гарнитуру, нужно сохранять концентрацию на протяжении всего времени калибровки. После калибровки можно спокойно работать.
Гаджет преобразует сигналы мозга в цифровые команды и позволяет управлять компьютерами и AR/VR-гарнитурами. Работает он следующим образом: после того, как его наденут на затылочную часть, устройство снимает электроэнцефалограмму зрительной коры, понимая, что именно видит пользователь и чувствуя, когда он фокусируется на определенном предмете. Затем эта информация превращается в цифровые предметы. Однако, пока гарнитура работает лишь при открытых глазах пользователя, позже технологию будут усовершенствовать. При помощи гарнитуры можно управлять телевизором или компьютерными играми. Чтобы активировать элемент управления, достаточно сфокусировать на нем внимание.
Ключевая особенность нейроинтерфейса состоит в том, что он позволяет подключиться к мозгу напрямую. Что это может дать на практике? Нейроинтерфейсы, например, способны облегчить или кардинально изменить жизнь парализованных людей. Кто-то не может, писать, двигаться или разговаривать. Но при этом мозг у них вполне рабочий. Нейроинтерфейс позволит совершать этим людям определенные действия, считывая намерения с помощью электродов, подключенных к мозгу.
Ещё один вариант использования нейроинтерфейса придумали американские учёные, разработавшие кибер-протез, способный улучшать человеческую память на 30%. Устройство формирует нервные импульсы, которые помогают пациенту формировать новые воспоминания, помнить лица родственников. Ожидается, что разработка поможет бороться со старческой деменцией, болезнью Альцгеймера и другими проблемами с памятью.
Помимо здоровья, нейроинтерфейсы можно использовать для личного развития человека и развлечений. Нейрогарнитуры также дают возможность и развлекаться. Но все игры и развлекательные приложения параллельно являются и инструментами саморазвития. Играя в игры через нейроинтерфейс, вы используете осознанные состояния своего сознания для управления персонажами. И тем самым учитесь их контролировать.
Список литературы:
- vc.ru/future/18995-neurointerfaces
- www.next-mind.com/technology
- venturebeat.com/2020/12/07/nextmind-real-time-brain-computer-interface-dev-kit
