Экзоскелеты и новые интерфейсы: ученые учат компьютер читать мысли

XX Международная научно-техническая конференция «Нейроинформатика-2018», организованная при участии НИЯУ МИФИ, собрала в Москве крупнейших специалистов в области искусственных нейронных сетей, нейробиологии и системной биофизики.

С приветственной речью выступил председатель конференции, доктор физико-математических наук, заведующий отделом нейроинформатики Центра оптико-нейронных технологий НИИСИ РАН, профессор Виталий Дунин-Барковский: «Эта конференция до сих пор вызывает интерес у научного сообщества, в этом году было подано больше 100 заявок, из которых более 20% пришлось отклонить из-за недостаточного количества выделенного времени. Конференция существует уже 20 лет, спасибо всем тем людям, благодаря которым мы пришли к этой дате».

Живой интерес участников конференции вызвал доклад научного руководителя Центра биоэлектрических интерфейсов НИУ ВШЭ Михаила Лебедева о новейших разработках в области создания интерфейса «мозг — компьютер». Ученый рассказал о значении исследований в этой сфере.

— Михаил Альбертович, что такое интерфейс «мозг — компьютер» и для чего он нужен?

— Это устройство, которое считывает сигналы мозга, как бы читает мысли, и потом отправляет эти сигналы каким-то внешним устройствам.

Первая задача интерфейса «мозг — компьютер» – это восстановление моторных функций у парализованных пациентов.

При спинномозговой травме у человека нередко прерывается связь между мозгом и руками и, чаще, ногами. Но мозг остается совершенно нормальным, и он содержит все области, которые могут воспроизводить движение. Поэтому записывая все сигналы мозга, декодируя их и направляя к протезам или стимулируя мышцы самого человека, мы можем восстановить движение.

Пациенты с латеральным амиотрофическим склерозом полностью парализованы, и они никак не могут общаться с внешним миром, хотя сознание у них работает прекрасно. Им нужны средства коммуникации, поэтому мы считываем сигналы их мозга и подключаем их к компьютеру. Благодаря этому пациенты могут посылать сигналы вовне и общаться с другими людьми.

— Дают ли новые интерфейсы другие возможности пациентам?

— Да, они помогают устранить различные сенсорные нарушения. К примеру, парализованный человек перестает чувствовать парализованные части тела, вместо этого приходит фантомная боль. Стимулируя мозг, мы, с одной стороны, можем искусственно вызывать потерянное ощущение, а с другой стороны, убирать фантомную боль, которая также связана с нарушениями функций организма.

Если двигаться дальше, то можно представить, что в какой-то момент эти интерфейсы помогут улучшить функцию мозга даже у здоровых людей.

Уже существуют фирмы, которые говорят: «Мы вас подсоединим к видеоигре», – и так далее. Конечно, это жульничество, поскольку они не записывают настоящие сигналы мозга, а записывают какие-то другие сигналы, связанные с движением тела или с миографической активностью мышц лица.

Но это то, к чему можно стремиться. Пока такое «улучшение мозга» не нужно здоровому человеку, но я вполне могу представить себе ситуацию в будущем, когда будет модно иметь имплант, подсоединять его к гаджетам и как-то использовать.

— Вам не кажется это пугающим?

— Да, в этом есть некоторая опасность, и сейчас философы и специалисты по этике думают над этими вопросами. Но пока разработка и внедрение таких имплантов — это отдаленная перспектива, даже не завтрашний, а послезавтрашний день.

— Могут ли исследования интерфейса «мозг — компьютер» дать импульс для развития робототехники?

— Выдающийся физик Ричард Фейнман любил говорить: «Я начну понимать что-то, только когда я смогу это сделать».

Описать принцип работы интерфейса несложно – подключаем к мозгу, восстанавливаем моторные функции и так далее. Все ясно и понятно. Но реализовать это на практике – совсем другое дело.

Возникают совершенно новые задачи для робототехников. Скажем, как создать экзоскелет для парализованного пациента.

В настоящее время полностью парализованного больного пока нельзя поместить в экзоскелет. Робототехника еще к этому не готова – человек слишком тяжелый, и балансировать его вес в вертикальном положении очень сложно.

Но уже есть экзоскелеты для пациентов с парализованными ногами, они пользуются при ходьбе костылями и прекрасно реабилитируются. При ходьбе такого пациента внешне почти не отличить от здорового человека. И мы видим, как при решении этой задачи разные научные дисциплины сходятся воедино, дают друг другу импульс для развития, полезного и взаимовыгодного обмена.

В рамках конференции прошел конкурс молодых специалистов на лучшие работы по тематическим направлениям. Избранные статьи, включенные в программу конференции и представленные на английском языке, будут опубликованы в серии «Studies in Computational Intelligence» (SCI) издательства Springer, где серия индексируется в базе цитирования Scopus.

По материалам РИА Новости