Единым усилием мысли: мозговые ритмы и управление компьютером

Парализованным людям вскорости предложат управлять компьютером усилием мысли. Или воли. Или того и другого сразу.

Случается, что по утрам неимоверно трудно дотащиться до кухни, чтобы выпить стакан воды. Ещё толком не проснувшись, человек начинает усиленно думать о том, что это надо сделать. А не лучше ли, чтобы стакан, стоило человеку подумать о нём, сам бы приезжал к кровати?

Швейцарские исследователи разрабатывают некую чудо-технологию, которая позволит управлять компьютерами посредством мозговых ритмов.

Если коротко, то суть именно такова.

Однако если кто-то подумал, что речь идёт о чтении мыслей — то тут всё несколько проще. И, в то же время, несколько сложнее.

Признаемся честно: мы сами в первый момент подумали то же самое.

К сожалению — а может быть, и к счастью, речь идёт немного о других вещах.

Что такое «мозговые ритмы»?

Сравнительное графическое изображение мозговых ритмов.

«Электрические процессы, протекающие в мозге, характеризующиеся амплитудой и частотой, позволяющие определить степень возбуждённости/активности мозга, а соответственно, — и состояние сознания», — сообщается в глоссарии на сайте Neurotherapy.com

Амплитуда измеряется в микровольтах. Частота измеряется в герцах. По частотным характеристикам мозговые ритмы подразделяются в соответствии с буквами греческого алфавита. Так, дельта-ритмы — самые медленные, то есть низкочастотные (до 1-2Гц). Тета-ритмы имеют частоту 3-6Гц, альфа-ритмы- 7-13Гц, далее идут бета-ритмы — самые быстрые, от 14Гц и выше.

Иными словами, смысловой информации эти волны, по идее, нести не могут. Однако швейцарские специалисты думают иначе.

Дело в том, что каждому нашему действию соответствует вполне конкретный «рисунок», или структура мозговой активности.

Он остаётся относительно постоянным, пока внимание человека сосредоточено на чём-то одном. И изменяется, если внимание переключается на что-то другое.

По всей видимости, именно из этого швейцарские специалисты и исходили. К голове пациента (в худшем случае, это паралитик) прикрепляются электроды, считывающие ритмы мозговой активности.

Сигналы от электродов поступает в прибор, условно называемый «нейро-классификатором». Данный прибор распознаёт структуру мозговых ритмов, а компьютер сопоставляет предложенный ему «рисунок» с тем, который соответствует выполнению какого-либо задания — например, включить свет, или даже написать письмо с помощью виртуальной клавиатуры.

Электроды крепятся к голове с помощью специального колпака.

И, заметим себе, речь идёт не о нервных импульсах, которые мозг продолжает подавать, даже если до «места назначения» — конечностей — они не доходят.

Кстати, один из рассматриваемых вариантов преодоления паралича — это пускать нервные импульсы, посылаемые мозгом, «в обход» повреждённых нервов — по микроскопическим проводам напрямую к конечностям.

В нашем же случае имеет место совсем иная картина. Человеку предлагается — так сказать, усилием мысли, — поуправлять компьютером. Например, вызвать на экран виртуальную клавиатуру и набрать с её помощью текст.

Занимается этими исследованиями Dalle Molle Institute for Perceptual Artificial Intelligence — Институт перцепционного искусственного интеллекта (сокращённо Idiap).

Это наполовину частное исследовательское учреждение, аффилированное с Швейцарским федеральным технологическим институтом (Swiss Federal Institute of Technology — EPFL).

Основная сфера исследований IDIAP — это распознавание звучащей речи, компьютерное зрение и обучение компьютерных систем.

Как заявил директор института Жан-Альбер Феррес (Jean-Albert Ferrez), их технология расшифровки мозговых ритмов позволяет компьютеру определить, думает ли человек о вычислениях, а каком-либо месте, о цвете или об ужине. Однако, о каком именно цвете человек думает, компьютер определить не в состоянии.

Пока эксперименты находятся на очень ранней фазе, и до того, как появятся первые решения, готовые для практического применения, могут пройти ещё многие годы.

Ежели мы действительно попали в сказку, и у Ферреса сотоварищи всё получится, то сначала это устройство начнут выдавать парализованным — чтобы они едино силою мысли...

Система Idiap, по идее, позволит вызывать на экран компьютера виртуальную клавиатуру и набирать на ней текст.

Правда, нам обещают, что к этому времени из стволовых клеток взрослого организма можно будет выращивать любую ткань, а следовательно паралитиков удастся вполне успешно лечить.

Но и тогда система «чтения мыслей», а вернее «устремлений», найдёт своё применение. Как заявил один из сотрудников института — Хосе Миллан (Jose Millan), — в отдалённой перспективе, возможно, удастся интегрировать системы управления техникой посредством мозговых ритмов с системами распознавания голоса, дистанционного управления движениями рук и так далее.

Всё это звучит достаточно фантастично, но уже в куда меньшей степени, нежели лет эдак десять назад.

Кстати, одна из крупнейших областей исследований института — это так называемое «многомерная обработка информации» (Multimodal information processing). Основная идея — научить компьютеры реагировать вообще на любые действия человека — от мыслей до телодвижений.

Думается, об этом стоит рассказать подробнее.

Продолжение следует.



У мышей обнаружен второй нос

14 февраля 2003

Головный розыск — поиск преступника по отпечаткам пальцев мозга

12 февраля 2003

Учёные имплантируют чипы в мозг

11 февраля 2003

Память улучшается во время сна

5 февраля 2003

Учёные разгадывают загадку человеческой памяти

24 января 2003