Александр Каплан: «Мы создали сверхнадежный нейрокоммуникатор»

Александр Яковлевич Каплан

Доктор биологических наук, психофизиолог, профессор кафедры физиологии человека и животных, заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов биологического факультета МГУ им. Ломоносова. Лауреат Государственной премии Правительства РФ, разработал первые в России нейрокоммуникаторы.

—Александр Яковлевич, что же такое нейрокоммуникаторы?

— Есть такой метод, хорошо известный в медицине, имеется почти в каждой поликлинике, называется электроэнцефалография. Он позволяет регистрировать электрическую активность мозга (ЭЭГ) прямо с кожной поверхности головы. Очень удобно: ставите электроды на голову, через усилитель потенциалов соединяете с компьютером и наблюдаете на экране кривые, отражающие жизнь мозга. Этот метод используется для диагностики разного рода заболеваний, эпилепсии, опухолей. Мы занимались этим довольно долго, но в какой-то момент стало интересно, почему бы электрические сигналы мозга не ввести в компьютер для управления клавиатурой?

Останется только научиться распознавать в ЭЭГ моменты, когда человек намерен напечатать ту или иную букву, и тут же передавать эту команду на клавиатуру. Получится нейрокоммуникатор: буквы набираются мысленными усилиями без помощи голоса и рук, напрямую от мозга! Напрашивается и применение этой технологии: для налаживания коммуникации с пациентами, которые лишены речи и движений, например после инсульта. Такой нейрокоммуникатор поможет не только буквы набирать, но и нажимать на клавиатуре кнопки-команды: вызов медсестры, включение/выключение телевизора и т. д.

В нашей лаборатории мы довели надежность работы такого коммуникатора до 95%, т. е. печатая мысленными усилиями, человек делает всего 5% ошибок. Правда, под словом «расшифровка» скрывается довольно остроумный алгоритм. Пользователь нейрокоммуникатора не просто сидит за компьютером – ему на экране демонстрируют матрицу, в каждой ячейке которой нарисована буква или какой-то символ.

Все ячейки в случайном порядке, но последовательно очень быстро подсвечиваются – 5-6 раз в секунду. Одновременно закрепленными на затылке электродами регистрируется ЭЭГ зрительных областей мозга. Вот в этой записи компьютерными методами можно обнаружить реакции на подсветку каждой буквы. Реакции все разные, но не потому что буквы различаются, просто в каждый момент мозг реагирует по-разному даже на один и тот же сигнал. Но физиологический фокус заключается в том, что если человек фокусирует свое внимание на какой-то букве, то реакция на подсветку именно этой буквы будет отличаться от реакции на все остальные буквы. Таким образом, нейрокоммуникатор детектирует фокусы внимания человека к конкретным символам на экране компьютера и передает на печать. Никакой мистики!