Нейрокомпьютерный интерфейс

Нейро-компьютерный интерфейс (НКИ) (называемый также прямой нейронный интерфейс, мозговой интерфейс, интерфейс «мозг — компьютер») – устройство или принцип работы, предназначенный для обеспечения односторонней или двухсторонней связи между мозгом и электронным устройством.

Другими словами, НКИ — это некоторый механизм, позволяющий управлять техникой с помощью " силы мысли". Исследования этой области начались в 1970-х годах в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA). В середине 1990-х были разработаны устройства, которые позволили восстановить поврежденные функции слуха, зрения, а также утраченные двигательные навыки.

Одной из главных причин, по которой НКИ станет катализатором научно-технического прогресса, является широкая область применимости данной технологии.

## История

Еще в 1929 году немецкому врачу-нейрофизиологу Хансу Бергеру впервые удалось снять показания электроэнцефалографа и подтвердить гипотезу о том, что действия человека всегда связаны с повышением активности отдельных зон коры головного мозга. С тех пор многие исследователи неоднократно хотели научиться "читать мысли", пытаясь расшифровать электроэнцефалограмму. Но мешали технические причины: недостаточное пространственное

разрешение электроэнцефалографов (то есть не удавалось в подробностях получить картину распределения потенциалов), а также отсутствие возможности хранить и обрабатывать в режиме реального времени огромные массивы данных.

Последнее десятилетие прошлого века прошло под знаком стремительного развития информационных технологий, давших в распоряжение ученых высокоскоростные ЭВМ с большой памятью. Прогресс в области цифровой обработки сигналов и статистического анализа, а также новые теоретические знания о нейронных сетях открыли перед научными коллективами перспективу практической реализации различного рода нейро-компьютерных интерфейсов (НКИ).

В большинстве предлагаемых систем для управления используются электромагнитные сигналы, поступающие от мышц, двигающих глазное яблоко, и мимических мышц. Такой интерфейс показал высокую эффективность, но его нельзя в полной мере назвать нейро-компьютерным. Более того, для пациентов, полностью утративших двигательные функции, его применимость сильно ограничена.

Первые эксперименты с НКИ начали проводить в Уодсфорд-центре Нью-Йоркского университета в Олбани. Руководитель центра Джон Волпов определил нейро-компьютерный интерфейс как систему для управления исполнительным устройством (компьютером, инвалидной коляской или электромеханическим протезом) посредством мысленного усилия, которое не зависит от периферийных нервов и мышц, представляющих собой обычные каналы передачи информации от головного мозга.

Основным приложением НКИ, созданного в Уодсфорд-центре, стала виртуальная клавиатура, на которой парализованные люди учатся генерировать сигналы определенной частоты в определенных зонах головного мозга. С помощью этих сигналов они отклоняют вверх или вниз курсор, движущийся по экрану монитора с постоянной скоростью слева направо.

## Возможности

Нейрокомпьютерный интерфейс уже используется для восстановления зрения и слуха. Самые ранние версии бионических глаз для людей с серьезными нарушениями зрения разрабатывались коммерческими компаниями, а их усовершенствованные версии уже сейчас проходят испытания на людях. Кохлеарные имплантаты, в свою очередь, стали одними из самых успешных и наиболее распространенных видов бионических имплантатов – их используют более 300 000 людей с нарушениями слуха по всему миру.

Наиболее продвинутыми интерфейсами являются двунаправленные нейрокомпьютерные интерфейсы, которые могут и стимулировать нервную систему, и получать данные от нее – то есть работать в двух направлениях. Исследования, проведенные в центре Сенсомоторной Нейроинженерии НКИ, показали, что эта технология может использоваться для лечения инсульта и повреждений спинного мозга. Таким образом укрепляются связи между двумя отделами головного мозга или между мозгом и спинным мозгом, а также перенаправлять информацию вокруг области повреждения, реанимируя парализованную конечность.

## См. также

* BrainGate
* Виртуальная реальность

## Источники

1. ↑ https://geektimes.com/post/241240/
2. ↑ https://www.nkj.ru/archive/articles/472/
3. ↑ https://futurist.ru/articles/919-neyrokompyyuterniy-interfeys-kto-i-kak-pitaetsya-sozdaty-sverhlyudey