Текст уведомления здесь

Сила мысли

Правда ли, что нейрогаджеты работают

В последнее время появляется все больше нейрогаджетов, с помощью которых можно играть в компьютерные игры, медитировать, лучше засыпать (или, наоборот, не засыпать, когда не нужно) и даже определять профессиональные склонности. Но пока они остаются довольно сырой технологией.
Добавить в закладки
Комментарии

Нейрогаджеты — это потребительские электроэнцефалографы, хотя про них часто говорят, что они «читают мысли» или позволяют управлять чем-нибудь «силой мысли». Они делают то же самое, что и приборы, которые стоят в лабораториях и больницах, но — менее точно. Методу электроэнцефалографии (ЭЭГ) больше сотни лет — первую электроэнцефалограмму в 1913 году опубликовал российский ученый Владимир Правдич-Неминский.

Электроэнцефалограф регистрирует электрические потенциалы, возникающие в пирамидальных нейронах мозга при передаче нервного сигнала. Для этого к коже головы крепят электроды, соединенные с энцефалографом. Прибор усиливает сигнал, измеряет колебания силы тока, и в результате получаются характерные кривые. В лабораторных исследованиях голову испытуемого обычно мажут специальным гелем для лучшей проводимости электрического сигнала от кожи к электроду. Этот метод применяется для диагностики эпилепсии, выявления органических поражений мозга и других патологий.

Электроэнцефалограмма здорового человека. По горизонтальной оси — время в секундах. Изображение: Andrii Cherninskyi / Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0

Электроэнцефалограмма здорового человека. По горизонтальной оси — время в секундах. Изображение: Andrii Cherninskyi / Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0

Как поясняет психофизиолог Александр Каплан, «настоящие нейроинтерфейсы, которые создаются в научных лабораториях и адаптируются для применения в клинике, имеют не менее восьми каналов (пар электродов с блоками усиления и записи — прим. „Чердака“) регистрации ЭЭГ и с надежностью не менее 80% обеспечивают пользователю трансляцию заранее отработанных мысленных усилий в команды для внешних исполнительных устройств. Например, для набора текстов или для запуска тренажерных устройств». Такие устройства могут использовать полностью парализованные люди: для них нейроинтерфейс — единственный способ коммуникации с внешним миром.

Однако в последние годы появляется все больше ЭЭГ-устройств, рассчитанных на массового потребителя. Такие гаджеты пытаются различать, насколько человек сконцентрирован на выполнении какой-то задачи или, наоборот, расслаблен.

Нейрогаджетам ищут применение в играх: «силой мысли», т.е. концентрацией или расслаблением внимания можно управлять мощностью своего оружия, как в Invaders Reloaded, сгибать ложечки, которыми зомби намереваются выесть вам мозг, как в 28 Spoons Later, или контролировать шарик.

Развитие нейрогаджетов во многом аналогично развитию самой родительской технологии — ЭЭГ. Первые энцефалографы были достаточно громоздкими, качество получаемого сигнала оставляло желать лучшего, не говоря уже о способах анализа и обработки. Современные энцефалографы позволяют получать максимум информации из регистрируемого сигнала, вплоть до локализации по аналогии с фМРТ.

Выход портативных ЭЭГ на потребительский рынок — естественное продолжение развития отрасли носимых гаджетов в русле новых подходов к медицине, психологии и самопознанию. С другой стороны, подобные технологии позволяют совершенно иначе взаимодействовать с различными устройствами

Настольная игра Mindflex Duel

Впрочем, ЭЭГ пытаются применять и в более серьезных проектах. «Мы сделали систему контроля бодрствования водителя на основе ЭЭГ — SleepAlert. Это кепка, которую водитель надевает на голову, она считывает параметры ЭЭГ и контролирует уровень сонливости, усталости, переноса внимания с внешних стимулов на внутренние, то есть на какие-то свои мысли», — рассказал Владимир Статут, генеральный директор компании «Нейроматикс». Когда система «чувствует», что водитель отвлекся, она возвращает его к реальности звуковым сигналом и вибрацией браслета на руке.

Также выпускаются нейрогаджеты для тренировки способности к концентрации и расслаблению, устройства, способствующие засыпанию, и даже пытаются определять, насколько школьникам легко дается математика (логика тут такая: если ребенку приходится сильно напрягаться при решении математических задачек, значит, материал усвоен плохо, и наоборот).

Однако, как подчеркивает Александр Каплан: «Никакие показатели деятельности мозга, измеренные даже хорошим прибором, не могут быть взяты для использования, если они не обоснованы в научной статье или результатами клинических испытаний. В подавляющем большинстве случаев показатели, выдаваемые имеющимися на бытовом рынке приборами для измерения биопотенциалов мозга, не могут быть использованы в качестве рекомендаций по коррекции поведения или состояния мозга».

Александр Каплан — психофизиолог, доктор биологических наук, профессор МГУ имени М.В. Ломоносова. Он основал первую в России лабораторию нейрокомпьютерных интерфейсов. Известен своей деятельностью по расшифровке электрических сигналов мозга и нейрокомпьютерной коммуникации. Познакомиться с Александром лично можно в научном лектории фестиваля Kaspersky Geek Picnic — 17 июня в 18.00 он будет делать доклад «„Человек дополненный“ наш ответ киборгам, или новая жизнь мозга».

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Осторожно, хрупкое!

О неразрушающих методах исследования

Древности — штуки хрупкие: руками не трогать, а еще лучше — не дышать, только смотреть почтительно из-за стекла. Это, конечно, хорошо, но ученым всегда хочется увидеть невидимый портрет, разобрать непонятный механизм, проверить на подлинность. К счастью, для этого в наше время есть безопасные способы, которыми можно докопаться до сути вещей, ничего при этом не испортив.
Добавить в закладки
Комментарии

Портрет Ивана Грозного

Недавно сотрудникам Института космических исследований РАН и Государственного исторического музея удалось восстановить единственный прижизненный портрет Ивана IV. Портрет был вытиснен на обложке первой датированной книги, выпущенной в Москве в 1564 году, — «Апостола» пер­во­пе­чат­ни­ков Ива­на Фе­до­ро­ва и Пет­ра Ти­мо­фе­е­ва Мсти­слав­ца. Книга была напечатана в типографии, основанной по указу самого Ивана Грозного. Со временем портрет царя разгладился, и уже в XIX веке его почти не было видно, однако при помощи мультиспектральной съемки, которая позволяет в мельчайших деталях исследовать рельеф поверхности, специалистам ИКИ удалось узнать, как выглядел утраченный портрет.

Портрет Ивана Грозного на переплете подносного экземпляра «Апостола» Ивана Федорова, фотосъемка в узкополосном диапазоне спектра (длина волны 730 нм). Изображение: А.В. Андреев, М.Н. Жижин, Е.В. Уханова, 2017 [ ... ]
Читать полностью

Иногда банан — это не просто банан

Генетическая модификация спасает популярный фрукт от смертельной угрозы

Австралийские и нидерландские ученые вывели ГМ-бананы самого популярного на сегодня сорта «кавендиш», устойчивые к панамской болезни — грибковому заболеванию, которое угрожало оставить нас всех без бананов уже во второй раз за сто лет. «Чердак» рассказывает, как бананы оказались под угрозой вымирания и почему без ГМО, кажется, — никуда.
Добавить в закладки
Комментарии

Банан — тот еще фрукт. Это четвертая по важности сельскохозяйственная культура в мире после пшеницы, риса и кукурузы. По оценкам Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), ежегодно в мире выращивается около 120 миллионов тонн бананов (по данным на 2015 год). Россия — третий в мире импортер бананов после США (и почему-то Бельгии); в 2016 году мы потратили на импорт бананов около 66,6 млрд рублей.

Десять наиболее крупных стран-импортёров бананов, млрд.руб.
Десять наиболее крупных стран-импортёров бананов, млрд.руб. По данным UN COMTRADE и ITC statistics / Изображение © Анатолий Лапушко.

Всего в мире выращивается более тысячи сортов банана, но 47% общего производства приходится на один сорт — «кавендиш», названный так в честь Уильяма Кавендиша, шестого герцога Девонширского, который заполучил эти бананы с Маврикия в первой половине XIX века и начал выращивать их в теплицах своего сада. «Кавендиши» урожайны, хорошо переносят природные катаклизмы и, что важно для международной торговли, неплохо транспортируются. Ежегодно в мире выращивается около 50 миллионов тонн бананов «кавендиш», и все они — клоны тех самых бананов британского аристократа.

Дикий банан был маленьким, не очень вкусным и имел по 50−60 косточек, как огурец (только у банана они были твердыми). Черные точки в сердцевине того банана, который вы сегодня покупаете в магазине, — это воспоминание о тех самых косточках. Сегодняшние бананы растут без семян, размножаются вегетативно и вообще представляют собой триумф селекции и современного сельского хозяйства — с одной небольшой оговоркой. [ ... ]

Читать полностью

Светлое будущее

Оптогенетика для чайников

15 лет назад ученые приблизились к созданию лабораторного «светового оружия»: оказывается, можно научить клетки реагировать на свет и управлять ими с помощью фонаря. Попробуем разобраться в том, чем удобны оптогенетические методы и как бактерии помогли ученым лечить больных диабетом мышей с помощью смартфона.
Добавить в закладки
Комментарии

Точность — вежливость королей

Чем дальше развивается медицина, тем сильнее она стремится к точному и целенаправленному воздействию на организм. Старые добрые методы вроде кровопускания или ртути остаются в прошлом, в современном мире стоит задача действовать избирательно на конкретные группы клеток. Например, заставить выделять инсулин клетки поджелудочной железы (и только их, а не клетки, скажем, глаза или кости). Или стимулировать определенный участок головного мозга. Такие же вопросы стоят и перед исследователями, изучающими конкретные процессы в организме или в сложных клеточных культурах. Чем точнее мы учимся управлять физиологией выбранных групп клеток, тем понятнее, как именно эти клетки работают и кто из них участвует в развитии заболеваний.

Уже довольно долго эти задачи решаются либо с помощью веществ, действующих только на определенные типы клеток (но не в каждом случае их удается подобрать), либо путем генной инженерии. Можно «кормить» клетки дополнительной генетической информацией и заставлять их производить нетипичные для них белки или, наоборот, выключать уже работающие в клетках гены. Однако ни один из методов не позволяет контролировать происходящее. Например, не получается резко прекратить воздействие на клетки, если что-то пошло не так; не всегда удается дозировать сигнал, варьировать его во времени и пространстве и исключать побочные эффекты. А хотелось бы уметь встраивать в клетки какой-то выключатель и активировать его с помощью стимула, безопасного как для самих клеток, так и для их окружения. Такой стимул придумали в 2002 году — им оказался свет.

Я вижу свет! [ ... ]

Читать полностью