С тех времён как появилась первая ЭВМ, человек придумывал разного рода элементы управления и ввода данных, что чтобы взаимодействие с машиной было наиболее интуитивно понятно и привычное для человека. Одни из самых самых распространённых и известных каждому стали клавиатура и мышь, которые являются неотъемлемой часть современного ПК. На данном этапе развития человечества (2023г) их изрядно потеснили устройства с экранами использующими сенсорный ввод, смартфоны, графические планшеты, и даже ноутбуки обзавелись сенсорными экранами. Но всё сводится к одному общему принципу взаимодействия – тактильное взаимодействие путём нажатия или прикосновения в определённые места устройства ввода. А что если этот процесс будет ещё более бесшовные и интуитивный, что если сделать передачу информации от человека к ЭВМ напрямую используя сигналы мозга. Я думаю многие люди задавались таким вопросом и многие писатели-фантасты в своих произведениях описывали такой прибор, который позволял бы реализовать подобного рода интерфейс. С использованием современных технологий мечта управлять компьютером “силой мысли” становиться всё более реальной. И это то что я собираюсь воплотить в реальность, настолько насколько это возможно сделать в домашних условиях.
Нейромозговой интерфейс (BCI – Brain–computer interface) – это система, которая позволяет считывать и интерпретировать электрические сигналы, генерируемые мозгом, и использовать их для управления внешними устройствами, такими как компьютеры, протезы или другие электронные устройства. Нейромозговые интерфейсы работают путем записи электроэнцефалограммы (ЭЭГ), то есть электрической активности мозга, с помощью электродов, размещенных на коже головы. Эти сигналы затем обрабатываются специальными алгоритмами, которые позволяют интерпретировать их и преобразовать в команды для управления устройствами.
Что нам для этого нужно? В первую очередь необходимо каким-то образом считывать сигналы мозга. Можно напрямую подключить электроды к нейронам и считывать электрические сигналы. Такие методы уже существуют и используются в исследованиях и имплантах слуховых и даже зрительных! А так же давно используется метод глубокой стимуляции мозга Deep Brain Stimulation, DBS – метод хирургического лечения болезни Паркинсона, ОКР, эпилепсии, синдрома Туретта и других двигательных расстройств
Американский стартап Synchron провел первую имплантацию нейроинтерфейса нового типа: врачи внедрили 4-сантиметровое устройство, которое выглядит как сосудистый стент, в кровеносный сосуд в мозге, то есть электроды провели через вену, пока электрод не достиг нужного участка мозга. Потом он соединился с имплантом, расположенным в груди, который передавал команды от мозга на компьютер. И для всего этого не пришлось делать отверстие в черепе.
Но все эти методы требую опертивного вмешательства той лили иной степени сложности, что в домашних условия не хотелось бы делать. Это не то что бы не возможно, но очень близко к невозможному, а так же очень опасно. К тому же хотелось бы всё же иметь возможность в любой момент полностью снять устройство. Чтобы обойти недостатки этого метода достаточно вспомнить что любой электрический ток в проводнике (а нейронные связи не что иное как проводник) вызывает электромагнитное поле, колебания которого мы можем считывать на некотором расстоянии, не подключаясь к самому проводнику. А это значит достаточно будет приложить электроды к поверхности кожи головы над участком мозга, сигналы с которого требуется считывать. Этот неинвазивные метод плохо подходит для стимуляции головного мозга, но успешно используется для считывания, что нам и нужно. Например в той же самой ЭЭГ используется метод размещения системы электродов у поверхности кожи головы.
Электроэнцефалография, ЭЭГ – неинвазивный метод исследования функционального состояния головного мозга путём регистрации его биоэлектрической активности.
Количество и расположение электродов для НМИ (Нейропозговой интерфейс) нужно будем выбирать экспериментальным путём, но для начало надо будет подумать о том из чего их лучше всего сделать и как закрепить на голове. В продаже имеются вот такие шапочки для ЭЭГ:
Выглядит совсем не эстетично и для постоянного ношения вряд ли подходит, но для экспериментов самое. Другое дело то что цена на неё неоправданно высока. Но в конструкции нет ничего сложного и материалы доступные, а имея под рукой 3D принтер можно допечатать специфические пластиковые элементы. В продаже так же есть электроды, но их тоже скорее всего придётся изготавливать самостоятельно. Об изготовлении электродов и методе их крепления я напишу в следующей статье о нейромозговом интерфейсе.
