Российские ученые создали нейроинтерфейс, который считывает мысли человека. Одно из его главных преимуществ перед конкурентами – безопасность. Для работы аппарата необходимо небольшое число минимально инвазивных электродов, которые можно имплантировать человеку в амбулаторном режиме под местной анестезией.

Российские нейрофизиологи из НИУ ВШЭ разработали систему декодирования речи, которая способна считывать мысли пациента при помощи небольшого числа имплантированных в его мозг электродов. Об этом сообщила пресс-служба университета.

Нейроинтерфейс — система для обмена информацией между мозгом человека и электронным устройством. Пациент взаимодействует с внешним миром на основе регистрации электрической активности мозга — электроэнцефалограммы (ЭЭГ), которую специальные алгоритмы трансформируют в устную или письменную речь.

Первым нейроинтерфейсом можно считать Stimoceiver. Этим электродным устройством можно было управлять по беспроводной сети с помощью FM-радио. В 1950-е годы Хосе Дельгадо, нейрохирург из Йельского университета, испытал его на мозге быка и впервые изменил направление движения животного благодаря нейрокомпьютерному интерфейсу.

В 1960-е годы нейрофизиолог Грей Уолтер, используя электроды на коже головы человека, зарегистрировал возбуждения от движения большого пальца человека. В 1972 году был создан кохлеарный имплант — первый нейропротез, ставший коммерчески успешным на рынке. 

Сегодня более 25 тысяч человек используют эти устройства, позволяющие глухим людям слышать. Но до сих пор их не используют повсеместно. Одно из главных препятствий — для работы нейроинтерфейсов необходимо имплантировать в мозг человека множество электродов, что требует проведения сложных хирургических процедур. Кроме того, сами электроды могут вызвать реакцию отторжения со стороны организма.

Российские ученые разработали решение для этой проблемы. Им удалось создать алгоритм на базе системы машинного обучения, который позволяет считывать мысли пациента или его воображаемую речь при использовании небольшого числа электродов, имплантированных в область коры мозга.

Систему протестировали во время экспериментов с участием двух пациентов-эпилептиков. В мозг каждого был имплантирован набор двух типов электродов. После этого добровольцы должны были читать вслух набор из шести предложений, которые имели разную лингвистическую конструкцию, но содержали созвучные слова. В этот момент электроды регистрировали электрическую активность мозга испытуемого, а ученые сопоставляли эти сигналы с произнесенными словами.

Затем эту информацию передали нейросети. Она должна была предсказывать слова на основе электрической активности мозга, предшествующей произнесению этих слов. Алгоритм справился с задачей с 55-процентной и 70-процентной точностью. Ученые надеются, что в будущем их система сможет считывать больше слов и будет применяться в медицинской практике.

«Подобные интерфейсы несут минимальный риск для пациента. Если все получится, то воображаемую пользователем речь можно будет декодировать, считывая активность мозга при помощи небольшого числа минимально инвазивных электродов, которые можно имплантировать в амбулаторном режиме под местной анестезией», — заявил директор Центра биоэлектрических интерфейсов Института когнитивных нейронаук ВШЭ Алексей Осадчий.