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

Тела грядущих дней

Прошлое, настоящее и будущее киборгов в девяти вопросах

Лет тридцать назад киборгов было принято бояться. То ли люди, дополненные машинами, то ли машины, оживленные людьми, они представлялись жестокими, всесильными и абсолютно неизбежными — такими стопроцентными обитателями недалекого будущего. Реальность распорядилась иначе. Теперь управляемые силой мысли кибернетические протезы помогают инвалидам, а эксперименты энтузиастов с вживлением компьютерных чипов, расширяющих обычные возможности людей, вызывают скорее удивление, чем страх. Почему так получилось и что будет дальше, мы пофантазировали с тремя людьми, близкими к миру киборгов.
Добавить в закладки
Комментарии

Найджел Акланд (Nigel Ackland) работал металлургом на одном из лондонских заводов. Несколько лет назад в результате несчастного случая он лишился правой руки, которая была ампутирована по локоть. После этого Найджел несколько лет пользовался обычными протезами, пока компания RSLSteeper не предложила ему поучаствовать в испытаниях бионической руки BeBionic 3.0, управляющейся силой мысли. Устройство считывает нервные импульсы из верхней, ампутированной части руки, обрабатывает их и преобразует в сигналы, управляющие движением роботизированных мышц. Найджел с помощью своей кибернетической руки может справляться только со сравнительно простыми задачами: завязать шнурки, разбить яйцо в яичницу, налить бокала пива. Но без протеза, по его словам, он уже чувствует себя абсолютно беспомощным.

Валерий Спиридонов — программист из Владимира. Валерий с раннего детства страдает от спинальной мышечной атрофии — врожденного генетического заболевания, приводящего к патологическому ослаблению мышц. Сейчас он может поднимать грузы не тяжелее нескольких сотен граммов и передвигается только на инвалидной коляске. Средняя продолжительность жизни при таком заболевании, по словам Валерия, не превышает двадцати лет. Поэтому в 2015 году он вызвался стать первым добровольцем в опытах итальянского хирурга Серджио Канаверо, готовящего операцию по пересадке головы человека на тело погибшего донора. Сейчас состояние этого проекта не ясно: скорее всего, первые операции Канаверо проведет в Китае и, соответственно, первыми пациентами хирурга будут китайцы. Операцию планируется провести в декабре 2017 года, но с Валерием по поводу этого времени и необходимой подготовки пока никто не связывался.

Ольга Левицкая, нейробиолог, CEO Cyber Myonics, аспирант НИУ ВШЭ. Главный разработчик и испытатель кибермионического костюма CyberSuit, использующегося для считывания и воспроизведения движений и ощущений. Три года назад Ольга в результате рассечения нерва потеряла возможность двигать частью левой руки. Тогда она собрала команду разработчиков, вместе с которыми была создана кибермионическая перчатка. С ней, по словам Ольги, ей удалось не только вернуть подвижность руки, но еще и научиться играть на контрабасе с нуля за 21 день. Перчатка сначала «записывала» движения профессионального музыканта, а потом подавала аналогичные нервные импульсы на неподвижную руку Левицкой, замещая деятельность травмированного нерва. Сейчас в Cyber Mionics разрабатывают несколько версий киберкостюмов для разных нужд, однако для потребителей пока доступны только костюмы для ускоренного освоения игры на гитаре и барабанах.

Найджел Акланд и Валерий Спиридонов. Фотография из архива Валерия Спиридонова
Найджел Акланд и Валерий Спиридонов. Фотография из архива Валерия Спиридонова

[ ... ]
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

Мозг, издание дополненное

Можно ли соединить мозг с компьютером и зачем

Этот год богат на обещания технологических компаний подключить мозг к компьютеру. Например, в марте стало известно, что Элон Маск создает компанию Neuralink, которая будет разрабатывать имплантируемые интерфейсы «мозг-компьютер», а в апреле — что Facebook работает над неинвазивным устройством, которое позволит набирать текст силой мысли. «Чердак» расспросил нейрофизиолога Михаила Лебедева о том, как развиваются научные исследования в этой области.
Добавить в закладки
Комментарии

Интерфейсы «мозг-компьютер» сами по себе не новы. Такие устройства считывают электрическую активность мозга и позволяют человеку, который научился эту активность частично контролировать, делать что-нибудь полезное, например набирать текст или управлять механизмами. Поскольку для этого требуется точное лабораторное оборудование, а иногда и вживление электродов в мозг, к таким технологиям прибегают лишь тогда, когда у человека нет другого способа взаимодействовать с окружающим миром.

Те устройства, которые предназначены для здоровых людей и продаются в интернете, тоже считывают электрическую активность мозга, но они весьма примитивны и не тянут на звание полноценных интерфейсов «мозг-компьютер». Однако Neuralink, Facebook и другие компании собираются каким-то образом это исправить.

О том, как сейчас развиваются научные исследования в этом направлении и могут ли интерфейсы «мозг-компьютер» действительно стать реальностью для обычных людей, «Чердак» поговорил с нейрофизиологом Михаилом Лебедевым из Университета Дьюка (США), редактором сборника статей «Расширение функций мозга: факты, выдумки и полемика», опубликованного издательством Frontiers.

 — О чем ваш сборник? [ ... ]

Читать полностью