Инженеры из Сколтеха, Южно-Уральского университета и других научных центров разработали устройство для записи мозговой активности. Среди перспективных его применений — управление протезами «силой мысли» и предсказание эпилептических приступов.
Новый электроэнцефалограф превосходит аналоги благодаря компактности и низкой стоимости. При этом обеспечивает высокое качество сигнала и гибко подстраивается под потребности пользователя, сообщает журнал «Naked Science».
В науке такие устройства используются для исследования сна, памяти, внимания, механизмов принятия решений. В медицине активность мозга позволяет оценивать тяжесть травмы головы или состояние пребывающего в коме пациента.
Мозговые сигналы можно передавать в виде команд на имплантированное или внешнее устройство для компенсации утраченных функций и для манипуляций с техникой. Результаты испытания прибора опубликованы в журнале «Experimental Brain Research».
Реклама
Применяемые сейчас в больницах и лабораториях системы, как правило, громоздкие и дорогие. При этом качество сигнала не всегда удовлетворительно, поскольку количество электродов невелико. Любительские устройства стоят дешевле, но сигнал считывают еще хуже.
Разработка ученых из компании «Брейнфлоу», ЮУрГУ и Университета штата Северная Каролина нацелена в первую очередь на любительский сегмент. Устройство можно собрать за 350 долларов, тогда как аналоги стоят более 1000 долларов. Энцефалограф оснащен 24 электродами, при необходимости можно поставить больше.
Главное, он обеспечивает высокое качество сигнала на уровне лабораторного оборудования. Блок обработки информации имеет диаметр пять миллиметров. То есть компактен, чтобы комфортно носить устройство в течение дня или во сне. Энцефалограф весит 150 граммов.
Создатели устройства выложили в открытый доступ инструкции по сборке, документацию и программное обеспечение. Ученые надеются, что это привлечет больше энтузиастов в область интерфейсов «мозг — компьютер».
Придаст импульс разработке систем для поддержки и реабилитации перенесших инсульт пациентов, когнитивным исследованиям и развитию «телекинетических» гаджетов, видеоигр без джойстика и тому подобных устройств.
По словам профессора Михаила Лебедева из Сколтеха, чем более удобными и дешевыми будут интерфейсы «мозг — компьютер», тем больше шансов, что вокруг них сложится сообщество владельцев домашних лабораторий. Часть завязанных на этих устройствах исследований переедет из больших университетских лабораторий в домашние любительские проекты.
«А люди с ограниченной подвижностью смогут применять самодельные интерфейсы, обучать программу на смартфоне. Использовать систему, чтобы электрически стимулировать бицепс и тем самым сгибать руку в локте, — продолжает ученый.
— Ведь если контроль над мышцами руки утрачен вследствие инсульта или травмы позвоночника, то мозг все еще способен генерировать команды. Просто у него нарушена коммуникация с рукой, и наш интерфейс может взять на себя роль посредника между ними».
Интерфейсы «мозг — компьютер» могут помочь больным эпилепсией заблаговременно регистрировать мозговую активность, которая указывает на риск наступления приступа. Эта информация позволит пользователю подготовиться или подавить приступ электрической стимуляцией.