Новый метод распознавания воображаемых образов NeuroG, основанный на данных электроэнцефалографии, разрабатывает команда российских учёных физического факультета МГУ и Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН.

Исследования по управлению компьютерами «силой мысли» с использованием в качестве интерфейсов электроэнцефалограмм или магнитоэлектроэнцефалограмм ведут во многих странах мира.

Более 50 лет назад было открыто, что человек способен менять характеристики биотоков собственного мозга, то есть электроэнцефалограммы (ЭЭГ). На этом явлении и основан принцип работы нейрокоммуникаторов. Произвольные изменения биотоков мозга можно использовать как бинарный код в прямой коммуникации между мозгом и исполнительными устройствами во внешней среде. Такой способ взаимодействия мозга с внешними техническими устройствами называется технологией интерфейсов мозг — компьютер (ИМК) или по-английски — Brain-Computer Interface (BCI). В качестве интерфейса при этом используются магнитно-резонансные томографы или электроэнцефалографы. Чаще всего подобные системы применяют в медицине для реабилитации неврологических больных, инвалидов с тяжёлыми расстройствами мышечной системы и в индустрии игр.

Предполагается, что каждый образ, сформированный в мозге человека (например, образ бутерброда или тёплого моря), даёт свою неповторимую энцефалограмму. Создав «эталонную» базу данных энцефалограмм, полученных при формировании тех или иных образов, можно решать обратную задачу — определение образа по электроэнцефалограмме, что должно найти применение в психоанализе, биометрии, а при сочетании с другими методами исследования (например, ЭКГ) — и для более общей оценки состояния человека.

Чтобы сформировать обширную базу данных, исследователи создали сайт, через который в испытаниях может принять участие любой желающий, чтобы удалённо передавать информацию, считанную датчиками с мозга. Портативный беспроводной энцефалограф надевают на голову, и электрические сигналы мозга передаются на удалённый компьютер посредством Wi-Fi.

Но сначала участник эксперимента тренируется: ему показывают изображение предмета, на котором он должен сконцентрироваться, попытаться представить себе его в уме, запомнить. По результатам тренировки создаётся база электроэнцефалограмм конкретного человека.

Далее участник эксперимента проходит собственно тестирование: представляет себе объекты, на которых он тренировался, пытаясь воссоздать их образ. Программа проверяет, насколько точно он это делает, сравнивая полученную электроэнцефалограмму с результатами тренировочных сессий. Сегодня на сайте проекта участники тренируются лишь на двух картинках, но потенциально система может содержать тысячи образов.

Создание большой специализированной базы электроэнцефалограмм, ассоциированных с образами и ключевыми словами, позволит исследователям выявить возможность овладения подобной технологией и разработать классификаторы. Сейчас важно понять, сколько классов объектов способен распознать такой интерфейс, могут ли распознаваться различные предметы одного класса. В планах — выяснить, сколько всего в мозге человека зон, отвечающих за представление групп объектов, и как они взаимодействуют. Более того, авторы разработки предполагают заняться унификацией образов абстрактных понятий, таких как «политика», «инновации».

№6, 2011