В МГППУ изучили квазидвижения — необычный феномен с перспективами использования в интерфейсах мозг-компьютер

Сергей Шишкин тестирует сетап эксперимента по квазидвижениям. Источник: Сергей Шишкин

За последние десять лет нейрофизиологи и биоинженеры создали множество устройств, которые можно подключать к головному или спинному мозгу человека и животных при помощи нейроинтерфейсов. Эти системы вернули некоторым инвалидам способность ходить и дали возможность пользоваться предметами при помощи кибернетических рук.

Как отмечают старший научный сотрудник МЭГ-центра Московского государственного психолого-педагогического университета (МГППУ) Анатолий Васильев и его коллеги, главная проблема в развитии и использовании систем "мозг-компьютер" - это необходимость приспособиться мозгу и нейроинтерфейсу к совместной работе. Для этого медики используют тренажеры и системы виртуальной реальности, которые позволяют пациентам имитировать действия при помощи подключенных к мозгу киберустройств.

По словам исследователей, для решения задачи лучше подходят не воображаемые действия, а так называемые квазидвижения. Так ученые называют настолько слабые попытки совершить действие при помощи конечностей, что их нельзя выявить визуально. Однако они сопровождаются полноценной активностью мозга, похожей на ту, которая наблюдается при выполнении обычных движений. 

«Сочетание воображения движений с ожиданием события в реальном мире является довольно неестественным. В случае квазидвижений и попыток выполнения движения нет такой явной установки на мысленное действие вместо реального, поэтому они могут оказаться более подходящими для интерфейсов мозг-компьютер», - сказал Васильев.

Исследование

Исследователи изучили эту активность в ходе экспериментов с участием 23 здоровых добровольцев. Команда отслеживала активность нервной системы участников при помощи электроэнцефалографа тогда, когда они воображали действия или же пытались совершить их незаметным для наблюдателя образом.

По субъективным ощущениям испытуемых, желание сделать квазидвижение практически не отличалось от намерения выполнить реальное движение. При этом, активность мозга при квазидвижении оказалась выше, чем при воображении движений, что может благотворно сказаться на процессе адаптации нейроинтерфейсов к нервной системе конкретного пациента.

«Используя полученные данные, мы отлаживаем алгоритмы машинного обучения, моделирующие работу нейроинтерфейса, через который можно подавать команды с помощью квазидвижений. Мы надеемся, что вместе с нашими партнерами из Центра биоэлектрических интерфейсов Высшей школы экономики мы сможем довольно скоро запустить такой интерфейс», - сказал руководитель группы нейрокогнитивных интерфейсов МГППУ Сергей Шишкин.

Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ