Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

В интернет — без движений и голоса

Надежда Маркина

Человек уже не представляет себя без интернета. Возможность выйти в виртуальное пространство особенно нужно полностью парализованному человеку, лишённому реального общения. И такую возможность может дать программно-аппаратный комплекс «Нейрочат» — разработка лаборатории нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов МГУ им. М. В. Ломоносова под руководством доктора биологических наук, профессора Александра Каплана. «Нейрочат» позволяет общаться и выходить в интернет без голоса и движения.

Специальная гарнитура выполняет функции регистратора мозговых электрических потенциалов. Фото: Neurotrend.
Специальная гарнитура выполняет функции регистратора мозговых электрических потенциалов. Фото: Neurotrend.

Объясняя, как действует технология, профессор Каплан сразу предостерегает от того, чтобы её называли «чтением мыслей», — читаются не мысли человека, а намерения активировать на экране нужную иконку. Пользователь должен просто сосредоточиться на ней. А дальше запускается процедура, связанная с этой иконкой: печать соответствующей буквы, выбор адресата для коммуникации, включение внешнего исполнительного устройства. Принцип «Нейрочата» в лаборатории разработали около десяти лет назад (см. «Наука и жизнь» № 3, 2012 г., статья «Усилием чистого разума»). В более простом варианте он позволяет человеку набирать буквы на экране без голоса и движений.

Чтобы намерения человека могли считываться, на его голову надевают специальную гарнитуру — составленную из пластичных лент бандану, в которую встроены серебряные электроды и соединённый с ними малогабаритный регистратор мозговых электрических потенциалов (миниатюрный электроэнцефалограф). В устройстве нет никаких проводов — данные с усилителя передаются на компьютер посредством технологии Bluetooth.

Сначала систему мозг — компьютерный интерфейс калибруют. На экране возникает матрица, состоящая из ячеек 6х6, в каждой ячейке — буква. Ячейки по очереди подсвечиваются — «подмигивают» на очень короткое время (в темпе пять «подмигиваний» в секунду) и строго по одной. В это время устройство записывает электроэнцефалограмму (ЭЭГ) человека. «Подмигивание» каждой буквы вызывает в ЭЭГ небольшую, до 3—5 микровольт, реакцию — так называемый зрительный вызванный потенциал. Реакции на подсветки разных букв различаются, но подсветка буквы, интересующей человека, вызывает отличную от других реакцию. Вот эти отличия и вылавливает созданный в лаборатории алгоритм анализа ЭЭГ, угадывая таким образом задуманную пользователем букву или иконку.

При однократной подсветке каждой буквы алгоритм догадывается о намерении пользователя в 65 случаях из 100 попыток. Если же процедуру повторять 6—8 раз, то шансы напечатать нужную букву у пользователя повышаются до 95%. Технология «Нейрочат» не требует от человека особых усилий: «Пользователь просто смотрит на экран и фокусирует внимание на нужной букве, — объясняет А. Я. Каплан. — А мы используем физиологическую особенность — сильнее реагировать на ожидаемое событие, в данном случае на подсветку нужной буквы или иконки».

Общение с парализованным человеком путём последовательного предъявления букв и наблюдения его реакции на нужную букву малейшим движением (например, закрытием глаз) придумано давно и даже обыграно в кино (А. Я. Каплан упоминает фильм «Скафандр и бабочка», но можно вспомнить и старый детектив «Дело № 306»). В «Нейрочат» заложен тот же принцип, но здесь система полностью автоматизирована и не требует от пациента никаких движений. С её помощью парализованный человек может не только набирать тексты, но и выходить в интернет. Для этого используется уже не одна матрица с буквами, а целые слои матриц с разнообразными иконками.

В процессе работы система может обучаться: на основе истории «разговоров» человека формируется специальный словарь, который подскажет нужное слово или целую фразу по первым буквам. Тем самым процесс значительно ускоряется. В нейрокомпьютерный интерфейс предполагают также встроить переводчики, которые позволят «на лету» переводить набранные пользователем тексты на нужный язык.

Помимо выхода в интернет технологию «Нейрочат» можно использовать для общения с медперсоналом, управления бытовыми приборами, сервисными роботами и средствами перемещения, например инвалидными колясками. Таким образом пациенты с нарушением речи и движений получают определённую степень независимости. Это радикально улучшит качество их жизни, послужит более эффективной реабилитации, а кому-то даст возможность вернуться к посильному труду.

В следующем году разработчики планируют представить 500 комплектов аппаратного комплекса, которые предполагают безвозмездно выдавать нуждающимся в них людям.


Случайная статья


Другие статьи из рубрики «Вести из институтов»