Прежде чем перейти к статье, хочу вам представить, экономическую онлайн игру Brave Knights, в которой вы можете играть и зарабатывать. Регистируйтесь, играйте и зарабатывайте!
Человечество давно мечтает обрести технологию, которая позволила бы выйти за рамки возможного, устранить биологические недостатки и даже восстановиться после тяжелых повреждений. Такой «волшебной палочкой» могут стать нейроинтерфейсы. Уже сейчас идут разработки HID-инструментов широкого спектра — от дополнительного контроллера до средства общения для парализованных. О перспективах технологии и сферах ее применения рассказал CEO компании-резидента Фонда «Сколково» Neiry Александр Панов.
Живое плюс искусственное
Для начала стоит обозначить такой нейроинтерфейс, он же интерфейс «мозг — компьютер». В современной науке под этим понимается совокупность устройства и технологии, позволяющая производить обмен информацией между мозгом человека и каким-либо внешним устройством. В качестве цифровой составляющей тут могут выступать компьютер, смартфон или планшет, а также экзоскелет, протез, инвалидная коляска и вообще любые бытовые приборы, имеющие подключение к IoT-сетям.
Может показаться, что эта технология — прямиком из научной фантастики и фильмов о космосе. На самом деле она развивается и применяется на практике достаточно давно. Самый яркий пример — прибор для электроэнцефалограммы (ЭЭГ), который используют в медицине с 1970-х годов. Например, чтобы вернуть парализованным пациентам способность двигаться, необходимо заставить машину не только считывать активность мозга, но и выполнять его команды. Именно над этим и работают сейчас ученые. Свои разработки в сфере нейроинтерфейсов ведут в том числе Илон Маск и Марк Цукерберг.
Технология основывается на особенностях передачи сигналов между нейронами мозга. Достаточно интенсивная активность внутри синапсов способна создать суммарный импульс потенциалов действия, который как раз и зарегистрируется на поверхности головы. Оборудование с хорошей чувствительностью и защищенное от помех способно регистрировать импульсы, возникающие при ярких реакциях и сопровождающиеся активацией десятков тысяч нейронов. Более слабые сигналы обнаруживаются за счет связи всплесков нервной активности с определенными событиями окружающего мира.
То есть, постепенно изучая особенности реакций человека, мы можем все точнее определять значение импульсов. Соответственно, появляется возможность расширять спектр и возможности применения нейротехнологий. Мы исходим из гипотезы, что следующая технологическая революция должна произойти как раз в области интерфейсов «мозг — компьютер». Это значит, что смартфон, без которого сложно представить жизнь, должен переехать к нам в мозг тем или иным способом.
Тот же Илон Маск выбрал правильное направление — микрочипы, которые вживляются в мозг. Но есть другие методы, например, использование так называемой нейропыли, наночастиц. Но это уже перспектива 15–20 лет.
Прикладная ценность
Сегодня для того, чтобы оправдать саму необходимость этих разработок, нужно внятное ценностное предложение. Что мы получим после того, как нейроинтерфейс станет доступным? Как он поменяет нашу жизнь? В качестве первого шага наша компания Neiry выпустила линейку продуктов, оптимальных по соотношению цена/качество. Рынка практически нет, и ближайший конкурент предлагает устройство значительно дороже нашей разработки.
У нас есть нейрошлем, который можно использовать, например, для борьбы с фобиями. Есть методика, когда человека (в VR или в реальности) сталкивают в контролируемой среде с источником его страха — с пауками или обрывом, например. И со временем человек учится контролировать свой страх. Шлемы оснащены датчиками, которые считывают не только ЭЭГ, но и многие другие параметры. Таким образом, специалист может точнее рассчитывать сценарии процедур, а это повышает эффективность.
К нам обращаются зарубежные компании, которые начинают разрабатывать собственные продукты с интеграцией в наши устройства. Это происходит потому, что мы решили две принципиальные проблемы: создали удобный дешевый девайс и заложили фундамент технологии. Если говорить о кейсах других разработчиков, то сферы применения еще шире.
Например, есть стартап из Польши, который хочет создать систему контроля успеваемости учеников на основе наших девайсов. Как это будет работать? Если ученик устал, ему труднее концентрироваться, он начинает отвлекаться. Благодаря нейромонитору можно будет посмотреть, в какой момент ему стало неинтересно, на что и когда он переключается. Все это позволит школе пересмотреть программы обучения, сделать их более эффективными.
«Тестировать нейротехнологии в обучении начали около 5 лет назад – достаточно давно по технологичным меркам. За это время в России было проведено несколько десятков проектов в корпоративном обучении, в вузах и школах, и в разных форматах: онлайн, оффлайн, VR. Анализ данных по результатам применения нейротехнологий показал, что это один из самых лучших инструментов, чтобы сделать образование более эффективным и результативным. Применение нейротехнологий позволяет разработчикам контента собрать максимально оптимальную программу по длительности модулей, сложности тем, эмоциональной яркости спикера, именно такую, которая идеально подойдет слушателю. Пользователь, в свою очередь, через подобное обучение сможет понять, в каком формате ему удобнее учиться: в какое время суток, какая длительность занятий для него оптимальна, нравится ему заниматься в группе или индивидуально», — поясняет руководитель направления EdTech ИТ-кластера Фонда «Сколково» Наталья Царевская-Дякина.
В США разрабатывают инструмент для хирургов. Для некоторых операций применяют 3D-модели органов, с которыми врач может ознакомиться прямо в процессе. Но в стерильной зоне хирург не может трогать ничего, кроме инструментов и пациента. Есть решение в форме медицинской маски, которая считывает нервные импульсы. Когда хирург концентрируется определенным образом, виртуальная модель сама вращается на мониторе или меняет масштаб конкретных областей. Известны также проекты выставок, где все посетители получают на входе HUD-устройства, и в дальнейшем экспозиция подстраивается под каждого в зависимости от его эмоций. А есть ребята, которые пишут музыку, ориентированную на биоритмы мозга. Много вариантов.
«Нейротехнологии сейчас действительно активно развиваются, благодаря чему появляются пользовательские устройства не медицинского применения. Это является крайне важным этапом развития рынка, а именно, позволяет накопить большой объем данных для более детального понимания паттернов работы мозга. При массовом применении такой подход позволит уже в ближайшем времени создать мощный аналитический инструмент для диагностики и реабилитации многих нейродегенеративных заболеваний. При этом данный метод является мало инвазивным. Если немного взглянуть в сторону от медицины, то в целом изучение данных по мозговой активности позволит более эффективно развивать человеческий потенциал, например, определяя предрасположенности ребенка к определенным видам деятельности, повышать эффективность обучения и многое другое», - говорит руководитель направления Digital Health биомедицинского кластера Фонда «Сколково» Сергей Воинов.
Шанс на будущее
Отдельно стоит сказать про диагностику и реабилитацию пациентов с болезнью Альцгеймера. Современные нейроинтерфейсы позволяют находить функциональные нарушения в разных отделах мозга. При помощи точечной стимуляции этих зон возможно и эффективное восстановление. Интерфейсы «мозг — компьютер» зарекомендовали себя и в реабилитации людей с нарушениями двигательных функций после инсульта, параличами и плегиями, СДВГ, аутизмом. Их используют для восстановления когнитивных способностей после черепно-мозговых травм и для борьбы с деменцией. Для многих людей это в буквальном смысле шанс на полноценную жизнь.
Конечно, есть и факторы, сдерживающие развитие нейроинтерфейсов. В частности, для таких устройств и систем значимым является недостаток инвестиций в научные исследования, которые бы могли продвинуть технологию вперед быстрее. Однако этот же фактор формирует отложенный спрос, который приведет к развитию рынка, как только вопрос будет решен. Для медицины нейротехнологии особенно важны, поскольку это неинвазивные методы лечения.
Стоит ожидать появления новых игровых платформ — в этой сфере нейроинтерфейсы сейчас применить проще всего. Следовательно, подтянется рынок самого разного ПО. В перспективе наработки можно будет использовать даже для управления промышленным оборудованием или роботами силой мысли.
