Интерфейс мозг-компьютер, разработанный исследователями из Тюбингенского университета в Германии, позволил 37-летнему полностью парализованному мужчине наладить общение со своей семьей, сообщает Live Science.

Что такое интерфейс мозг-компьютер?

Интерфейс мозг-компьютер - это система, которая получает сигналы мозга, анализирует их, а затем преобразует в команды, которые могут быть переданы через устройство вывода. Примером такой системы является Neuralink, которая позволила подопытным обезьянам играть в компьютерные игры без использования джойстика.

И хотя наблюдать за обезьяной, играющей в понг силой мысли, может быть весьма увлекательно, однако главная цель этой технологии - улучшить качество жизни людей, потерявших важнейшие функции организма в результате тяжелых заболеваний или несчастных случаев.

37-летний мужчина, названный пациентом K1, страдает болезнью Лу Герига, также известной как боковой амиотрофический склероз (БАС). Это заболевание, при котором человек постепенно теряет способность управлять мышцами своего тела. У физика-теоретика Стивена Хокинга было диагностировано именно это заболевание, в результате чего его двигательный контроль ухудшился настолько, что ему потребовалась помощь устройства вспомогательной и альтернативной коммуникации (AAC).

Несмотря на то, что подобные устройства с годами сильно эволюционировали, они по-прежнему требуют  от человека определенного мышечного контроля (лицевых или глазодвигательных мышц).  При БАС состояние пациентов постоянно ухудшается и со временем они теряют контроль над мышцами всего тела (такое состояние называется "синдромом запертого человека").

Группа исследователей из Тюбингена под руководством доктора Нильса Бьербаумера разработала интерфейс мозг-компьютер, в котором используется нейронная обратная связь, помогающая общаться людям даже с "синдромом запертого человека".

Установка и парадигма обратной нейронной связи.

Как это работает?

В 2019 году исследователи имплантировали в мозг пациента два микроэлектрода и приступили к обучению устройства с помощью звуковой обратной связи. В рамках этого метода пациент К1 должен был "сопоставить" частоту своих мозговых волн с определенным звукам, словам или фразам и удерживать их в течение короткого промежутка времени, чтобы система смогла их зафиксировать. Сопоставление и удержание частоты на определенном уровне (в течение 500 миллисекунд) помогло добиться положительной или отрицательной реакции системы.

Уже через три месяца после имплантации К1 мог выбирать буквы, слова и фразы и даже сообщил исследователям: "Ребята, все работает очень просто". Интерфейс позволил мужчине общаться со своей семьей, используя моторные области мозга, несмотря на полное отсутствие двигательных функции.

Система пока далека от идеала, и ее можно использовать исключительно под присмотром персонала. Но ученые уже работают над оптимизацией технологии, для которой не потребуется внешний компьютер. В настоящее время система находится на стадии предварительной сертификации.

Интерфейс, к сожалению, не доступен для продажи, а дополнительную информацию об исследовании можно прочитать в журнале Nature Communications.

Источники: Nature Communications    
https://www.nature.com/articles/s41467-022-28859-8
https://www.livescience.com/brain-computer-interface-als-communicate