Ученые ЮФУ создают нейроинтерфейс, способный управлять техникой при помощи мыслей

Ученые Научно-исследовательского технологического центра нейротехнологий ЮФУ (рук. профессор В.Н. Кирой)  исследуют возможность создания нейроинтерфейса мозг-компьютер на основе активности мозга, генерируемой при мысленном произнесении слов-команд.

Первые результаты этих исследований опубликованы в журнале BiomedicalSignal Processing and Control (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii).

Создание такого нейроинтерфейса может значительно помочь пациентам, утратившим реальную речь в результате инсульта или другой патологии, в частности, тетраплегии и паралича мимической и жевательной мускулатуры, но, обладая сознанием и способностью чувствовать и мыслить, оказавшимся в социальной изоляции.  Человек, утративший речь, испытывает трудности при взаимодействии с окружающим миром и людьми, которые порой не в силе преодолеть. Ученые ЮФУ ищут способ решения этой проблемы путем создания каналов коммуникации с миром на основе активности мозга, регистрируемой в виде электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и интерпретируемой с использованием искусственных нейронных сетей и технологий искусственного интеллекта.

«Речь – сложный когнитивный процесс, реализация которого требует координации деятельности целого ряда структур коры больших полушарий, причем, как при реальной, так и внутренней речи. Мы исследовали ЭЭГ, применив для распознавания специфических для мысленно произносимых человеком слов паттернов электрической активности мозга методы нейросетевой классификации. Точность распознавания паттернов активности мозга, соответствующих покою и мысленной речи,составила более 90%, а отдельных мысленно произносимых слов – более 50% при уровне случайного выбора 10%», – рассказал ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского технологического центра нейротехнологий, к.б.н.Олег Бахтин.

По словам ученого, аналогичные по результативности исследования в настоящее время связаны с регистрацией так называемой электрокортикографической активности микроэлектродными матрицами, имплантируемыми непосредственно в мозг.

«Наш подход может позволитьсоздать интерфейс мозг-компьютер без использования хирургических процедур. Его преимуществами является также использование для коммуникации именно внутренней речи, естественной для человека, а также эффективных нейросетевых алгоритмов, разработкой которых длительное время занимаются специалисты Центра. Очевидно, что метод ЭЭГ, используемый нами для регистрации активности участков мозга, связанных с речью, имеет очевидные преимущества перед методами, основанными на хирургическом вмешательстве в его деятельность для имплантации микроэлектродных матриц», — добавил Олег Бахтин.

В дальнейшем ученые Южного федерального университета планируют продолжать экспериментальные исследования для более детального изучения ЭЭГ-показателей мысленной речи с учетом ее фонологических и фонетических особенностей.