С электроникой в башке
Операция по вживлению чипа-импланта в мозг, то есть по созданию действующего интерфейса мозг—компьютер, проведена в США. Пациент, бывший до этого полностью парализованным, может теперь, например, «силой мысли» управлять компьютерной мышью. В нашей стране исследования интерфейса мозг—компьютер также интенсивно развиваются.
Актуальные научно-технические направления в России
Научные исследования и разработки по нейроинтерфейсам в нашей стране осуществляет порядка 100 юридических и физических лиц. Их можно сгруппировать следующим образом:
- ряд организаций РАН (Институт биофизики клетки, Пущинский научный центр биологических исследований, Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова, Институт физиологии им. И. П. Павлова, Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии и пр.);
- медицинские учреждения, в том числе Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М. Ф. Владимирского (МОНИКИ), Московский научно-практический центр медицинской реабилитации, восстановительной и спортивной медицины департамента здравоохранения города Москвы, НИИ скорой помощи им. Н. В. Склифосовского, Сеченовский университет;
- вузы (МГУ, ВШЭ, Московский институт электронной техники, Южный федеральный университет, Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет ЛЭТИ им. В. И. Ульянова (Ленина), Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосова, Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского, Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта, Дальневосточный федеральный университет и др.);
- отраслевые научные центры, например Научно-исследовательский институт экономики и организации управления в газовой промышленности;
- инновационные малые предприятия, в частности томские ООО «Крэйн Брэйн» и ООО «НейроМех», московские ООО «Лаборатория знаний», ООО «Аурумлайт» и ООО «Нейри», ООО «Вербатория: нейрометрия способностей» (Красногорск), ООО «3Д Инновации» (Санкт-Петербург) ООО «НейроИТ» (Ростов‑на-Дону);
- индивидуальные изобретатели (Авдеев Артем Сергеевич, Кравченко Сергей Владимирович, Лезин Александр Андреевич и еще десяток-другой).
Так, ВШЭ работает в рамках проекта «Нейроинтерфейсы и цифровые инструменты для коррекции речевых расстройств» стратегического проекта «Устойчивый мозг: нейрокогнитивные технологии адаптации, обучения, развития и реабилитации человека в изменяющейся среде». Программа представляет собой приложение, которое включает в себя батарею тестов Центра языка и мозга для интраоперационного картирования речи: называние объектов, завершение предложений, повторение псевдослов и дискурс. Речевые тесты учитывают как лингвистические переменные (частотность и длина слов, произносительная сложность и т. д.), так и показатели других высших психических функции (внимание, память, управляющие функции) с учетом их влияния на речь и ее восстановление. Диагностика речевого нарушения поможет получить прогноз восстановления речи, подобрать методики реабилитации пациента и оценить динамику восстановления.
Исследователи из Сколтеха, Федерального центра нейрохирургии Минздрава РФ, Сеченовского университета и МГУ им. М. В. Ломоносова изучают мозговую активность у пациентов с имплантированными внутричерепными электродами — результаты помогут в создании нейроинтерфейсов и нового поколения протезов.
Выдержки из российской базы НИОКР
В российской базе НИОКТР числится более 200 относящихся к теме документов.
В частности, интересна разработка теоретических и практических основ асинхронных интерфейсов мозг—компьютер для распознавания моторики оператора путем классификации сигналов электроэнцефалограмм с применением сверточных нейронных сетей. Проект направлен на создание научно-технического задела с комплексной доработкой программно-аппаратной составляющей асинхронных интерфейсов мозг—компьютер. Реализация проекта заключается в исследованиях и разработке ряда решений как в аппаратной части, так и в программной составляющей. Предполагается создание математических моделей и алгоритмов предобработки данных, формирование вторичных параметров на основе сигналов электроэнцефалограмм (ЭЭГ), а также аугментации для точного распознавания моторики при использовании искусственных нейронных сетей. Существующие сейчас интерфейсы мозг—компьютер базируются на методах анализа частотной области, временной области, частотно-временной