Новый метод распознавания воображаемых образов NeuroG, основанный на данных электроэнцефалографии, разрабатывает команда российских учёных физического факультета МГУ и Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН.
Более 50 лет назад было открыто, что человек способен менять характеристики биотоков собственного мозга, то есть электроэнцефалограммы (ЭЭГ). На этом явлении и основан принцип работы нейрокоммуникаторов. Произвольные изменения биотоков мозга можно использовать как бинарный код в прямой коммуникации между мозгом и исполнительными устройствами во внешней среде. Такой способ взаимодействия мозга с внешними техническими устройствами называется технологией интерфейсов мозг — компьютер (ИМК) или по-английски — Brain-Computer Interface (BCI). В качестве интерфейса при этом используются магнитно-резонансные томографы или электроэнцефалографы. Чаще всего подобные системы применяют в медицине для реабилитации неврологических больных, инвалидов с тяжёлыми расстройствами мышечной системы и в индустрии игр.
Предполагается, что каждый образ, сформированный в мозге человека (например, образ бутерброда или тёплого моря), даёт свою неповторимую энцефалограмму. Создав «эталонную» базу данных энцефалограмм, полученных при формировании тех или иных образов, можно решать обратную задачу — определение образа по электроэнцефалограмме, что должно найти применение в психоанализе, биометрии, а при сочетании с другими методами исследования (например, ЭКГ) — и для более общей оценки состояния человека.
Чтобы сформировать обширную базу данных, исследователи создали сайт, через который в испытаниях может принять участие любой желающий, чтобы удалённо передавать информацию, считанную датчиками с мозга. Портативный беспроводной энцефалограф надевают на голову, и электрические сигналы мозга передаются на удалённый компьютер посредством Wi-Fi.
Но сначала участник эксперимента тренируется: ему показывают изображение предмета, на котором он должен сконцентрироваться, попытаться представить себе его в уме, запомнить. По результатам тренировки создаётся база электроэнцефалограмм конкретного человека.
Далее участник эксперимента проходит собственно тестирование: представляет себе объекты, на которых он тренировался, пытаясь воссоздать их образ. Программа проверяет, насколько точно он это делает, сравнивая полученную электроэнцефалограмму с результатами тренировочных сессий. Сегодня на сайте проекта участники тренируются лишь на двух картинках, но потенциально система может содержать тысячи образов.
Создание большой специализированной базы электроэнцефалограмм, ассоциированных с образами и ключевыми словами, позволит исследователям выявить возможность овладения подобной технологией и разработать классификаторы. Сейчас важно понять, сколько классов объектов способен распознать такой интерфейс, могут ли распознаваться различные предметы одного класса. В планах — выяснить, сколько всего в мозге человека зон, отвечающих за представление групп объектов, и как они взаимодействуют. Более того, авторы разработки предполагают заняться унификацией образов абстрактных понятий, таких как «политика», «инновации».
