Доктор биологических наук, научный руководитель Лаборатории нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов биологического факультета МГУ Александр Каплан занимается разработкой интерфейса "мозг-компьютер" (ИМК) и даже собирается в будущем выпустить полноценный браузер, управляемый мыслью.
Каплан первым в России начал изучать и применять технологию, основанную на электроэнцефалографии (ЭЭГ), хотя в мире это не первые разработки: аналогичные технологии используются западными компаниями (например, Emotiv или OCZ Tecnology) для нужд игровой и медицинской индустрии.
Идея достаточно проста: на испытуемого надевается шапочка с электродами, которые подключаются к датчику, фиксирующему поступающие из мозга сигналы. Вначале человек проходит тренировку — ему предъявляются различные изображения, прибор фиксирует, какие участки мозга активизируются, а программное обеспечение запоминает схему активности мозга. Следующий этап — распознавание мыслеобразов: человек воображает картинку, а компьютер, на основе запомненной схемы, угадывает, о чем он думает.
Каплану принадлежит концепция ЭЭГ как совокупности функционально значимых сегментов, на основе которой был разработан так называемый "московский алгоритм" — тренировка по типу инструментального обучения, методом исправления ошибок. На его базе в Лаборатории были разработаны действующие макеты ИМК, позволяющие человеку управлять движущимися физическими объектами, например, игрушечной машинкой, только "силой мысли", т.е. без мышечных усилий.
ИМК может быть использован для разработки тренажеров для людей с ограниченными возможностями. "Есть группы пациентов, которые не могут даже дать знак и объяснить чего они хотят. А так они могли бы печатать, используя способности не мышц, а мозга. И у них бы появилась возможность управлять инвалидным креслом, двигать рычажки вперед и назад в каком-то ограниченном пространстве", — говорит Каплан. Его лаборатория ведет переговоры с НПО "Энергия" о совместной разработке: компания создаст кисть с приводами и моторчиками, а задача ученых — помочь инвалиду оживить ее силой своего намерения.
Пока в МГУ лишь планируют создание протезов и колясок, западные фирмы уже начали их производство. Исследователи из госпиталя Фонда Санта-Лючия в Риме создали устройство, которое дает инвалидам возможность силой мысли открывать дверь, включать свет, брать телефон. Устройство выглядит как роботехническая рука, управляемая через неинвазивные датчики импульсами мозга. Американская компания Neural Signals разработала и внедрила в головной мозг 26-летнему мужчине, полностью парализованному после аварии, микрочип — синтезатор речи, благодаря чему он впервые за 10 лет смог издавать простые звуки. Экспериментальный экзоскелет Exoskeleton Prototype 3 (EXO-UL3), построенный Джекобом Розеном и его коллегами из Калифорнийского университета в Санта-Круз (UCSC), дает возможность перемещения конечностей во всех плоскостях, что обеспечивает человеку 95% от природного диапазона действий (это лучшие показатели среди аналогичных устройств). Американская компания Berkeley Bionics, известная военными разработками, занимается также производством е-ног (e-Legs) - экзоскелета, устройства реабилитации, направленного на восстановление функции ходьбы для людей с травмами и заболеваниями спинного мозга. А компания Honda создала киберноги — с виду обычные ботинки. Шотландская компания Touch Bionics разработала протез кисти — i-LIMB, каждый палец в которой приводится в движение собственным электродвигателем, причем подвижна каждая фаланга. Система управления i-LIMB использует миоэлектрическую технологию: металлическая пластина улавливает нервные импульсы, поступающие к мышцам культи, и импульсы передает их на приводы, исполняющие команды. Хотя Touch Bionics и не были первыми, кто использовал эту технологию, именно они добились наибольшей точности.
Юлия Сапронова
Источник: kommersant.ru