ОБЗОР

Интерфейс мозг–компьютер: будущее в настоящем

О. С. Левицкая1, М. А. Лебедев2
Информация об авторах

1 ООО Cyber Myonics, Москва

2 Отдел нейробиологии,
Университет Дьюка, Дарем, Северная Каролина, США

Для корреспонденции: Левицкая Ольга Сергеевна
ул. Маршала Бирюзова, д. 30, кв. 45, г. Москва, 123060; ur.liam@stivel_ailo

Статья получена: 11.03.2016 Статья принята к печати: 25.03.2016 Опубликовано online: 05.01.2017
|
Рис. 1. Схема работы ИМК роботизированной руки, способной схватывать объекты (Carmena et al., [28])
Внеклеточная активность нейронов коры считывалась мультиэлектродной матрицей, имплантированной в несколько кортикальных зон обезьяны. Сигналы декодировались с помощью фильтра Винера и передавались на контролирующее устройство роботизированной руки. На экране обезьяне демонстрировали курсор, который менял свой размер в зависимости от силы сжатия. Задача состояла в том, чтобы после появления виртуального объекта на экране дотянуться до него и сжать. В одном варианте задания обезьяна управляла роботом при помощи джойстика с двумя степенями свободы, и сила захвата определялась сжатием ручки джойстика. В другом — джойстик не был подключён к роботу, и робот управлялся напрямую командами моторной коры.
Рис. 2. Реконструкция кинематики прямохождения на основе ансамблевой активности коры головного мозга (Fitzsimmons et al., [30])
Активность нейронных ансамблей сенсомоторной коры обезьян регистрировалась во время хождения по беговой дорожке. Синие кривые — движение, отслеженное системой видеорегистрации, красные — воссозданное движение.
Рис. 3. Схема первого интерфейса мозг–компьютер–мозг (O’Doherty et al. [80])
Моторная часть петли управления приводит в движение курсор. Желаемое положение курсора декодируется по активности нейронов моторной коры. Сенсорная часть петли служит обратной связью. Она передает искусствен- ные тактильные сигналы в соматосенсорную кору посредством интракортикальной микростимуляции.
Рис. 4. Объединение мозговой активности нескольких испытуемых с помощью интерфейса мозг-компьютер (Ramakrishnan et al., [81])
Каждая из обезьян находилась в отдельной комнате и видела на мониторе виртуальную руку, которой необходимо было захватить объект (А). Сигналы считывались при помощи 700-канальной инвазивной электродной матрицы с нескольких отделов коры животных. После декодирования сигналы посылались на виртуальную руку либо с равным приоритетом (Б), либо согласно схеме, в которой каждая обезьяна могла контролировать только одну координату (В) или одну плоскость (Г). Эти задачи решались значительно эффективнее, чем если бы рукой управляло одно животное.