Неизвестная планета Компьютерная нейрофизиология: управлять внешним миром
Попробуем вспомнить, что такое электроэнцефалограмма, а также узнать, что представляет собой компьютерная нейрофизиология. Наш собеседник - Александр Яковлевич Каплан, профессор, заведующий лабораторией нейрокомпьютерных интерфейсов биологического факультета Московского государственного университета им. Ломоносова.
- Нейрокомпьютерные интерфейсы: людям, пользующимся компьютерами, вроде бы все понятно. А что такое нейрокомпьютерные интерфейсы для студентов первого курса?
проф. Александр КАПЛАН:</b> Нейрокомпьютерные интерфейсы - не только для студентов биофака, а даже для больших ученых - достаточно новый термин. Люди, которые работают в этой области, определяют понятие так: речь идет о технологии (а не об устройстве или электронной плате), которая позволяет человеку научиться передавать сигналы, коммуницировать с внешним миром или управлять внешними устройствами посредством электрических сигналов собственного мозга. Обычно мы делаем это с помощью речи, то есть с помощью мышц тем или иным образом. А вот как сделать так, чтобы сидя сложа руки и ничего не говоря, поставив на кожную поверхность головы два датчика, которые регистрируют электрическую активность мозга, расшифровать, что намерен делать человек?
Ну, например, человек хочет набрать на экране какую-то букву. Предположим, по электрической активности мозга мы это расшифруем и напишем ее на экране. Таким образом человек может писать текст. При этом посредником между его мозгом и экраном монитора является эта самая технология: она расшифровывает электрическую активность мозга и преобразует ее в команды для внешних систем.
- В интернете есть съемка: вы управляете маленькой машинкой, но при этом имете на поясе некий... трансформатор?
проф. Александр КАПЛАН: Да, я знаю, о чем идет речь; там все в основном у меня на голове: проводники, которые касаются кожной поверхности черепа, усилитель, преобразующий эти сигналы в нормальную разность потенциалов, потому что напряжение на коже - миллионные доли вольта, и нужно это как-то усилить, а потом превратить в цифры, чтобы информацию можно было обрабатывать на процессоре, а это означает, что нужен преобразователь. Но это все рутинное дело; самое главное здесь - алгоритм расшифровки электрической активности.
- Ваши исследования начинались с того, что известно всем: с энцефалограммы...
проф. Александр КАПЛАН: Энцефалограмма - это как раз запись электрических потенциалов мозга, снимаемых с кожной поверхности, которая используется для диагностики заболеваний. Например, эпилепсии: там такие характерные пики, которые ни с чем не спутаешь. Или, например, очаговые поражения: это означает, что есть черепно-мозговая травма, но непонятно, есть ли какие-то повреждения мозга. Можно поставить множество электродов и увидеть, что в какой-то области ненормальная активность. Значит, здесь что-то не так, и нейрохирурги могут принять решение.
... В то же время эта технология (я сказал бы, и любая другая) не сможет расшифровать собственно мысли человека. Их не удастся расшифровать никакими сложными алгоритмами. Но я могу кодировать свои желания. Скажем, я могу заранее договориться с технологами, что если я хочу, чтобы машинка повернула направо, я буду сильно думать, что сжимаю правую руку. А вот это намерение уже можно расшифровать...
- Как вы представляете себе нейрокомпьютер, - внешний вид, операционная система, назначение лет через десять?
проф. Александр КАПЛАН: Знаете, Нейрокомпьютер правильнее называть нейроинтерфейсом, - преобразователем нашего намерения в команду для исполнительного устройства. И эти нейроинтерфейсы мозг - компьютер уже сейчас имеют применение в медицине. Мы же знаем, как тяжело человек переносит ситуацию, когда парализована моторная система, скажем, после инсульта или травмы спинного мозга. Это пока не вышло на рынок, но работает в клинике: у нас прошло двести или триста человек, и не было ни одного, кто не мог бы набирать буквы, не притрагиваясь к клавиатуре...
