Разработка первого в мире компактного и беспроводного интерфейса мозг-компьютер, работающего на максимальной скорости, была завершена американскими специалистами в области нейротехнологий. Примечательно, что часть исследований проводилась во время пандемии, в том числе и в домашних условиях. Это позволило получить новые, ценные сведения для научных исследований.
Исследование, включающее описание и полученные данные испытаний размещена на портале рецензируемых публикаций IEEE Xplore. Ее разработали ученые, работающие над проектом BrainGate. Для разработки удобного и функционального интерфейса мозг-компьютер была создана совместная группа специалистов из ведущих американских медицинских и научно-исследовательских учреждений, базирующаяся на базе Брауновского университета. Некоторые из их разработок уже показали свою эффективность в ходе клинических испытаний.
В новой статье ученые продемонстрировали функционирование полностью беспроводного интерфейса мозг-компьютер, который обеспечивает передачу данных со скоростью, сопоставимой с проводными аналогами. Это значительный прогресс в создании таких устройств. Ранее уже предпринимались попытки устранить громоздкую систему проводов, соединяющую массив датчиков, расположенных на голове пациента, с блоком управления и анализа сигналов. Но последняя версия BrainGate — первая подобная разработка, гарантирующая полную и бесперебойную передачу данных, поступающих от имплантированных электродов.
Созданное в рамках BrainGate устройство представляет собой небольшую коробку весом около 43 граммов и размером с два спичечных коробка. В ней находится аккумулятор, модуль беспроводной связи и разъемы для подключения имплантированных в кору головного мозга электродов. В описанном испытании приняли участие два парализованных ниже шеи пациента, в черепе которых установили по два массива из 96 электродов каждый (всего — 192). Они считывали сигналы с моторной коры, а компьютер затем интерпретировал их в движение курсора на экране.
Оба испытуемых достаточно оперативно адаптировались к новому нейроинтерфейсу и достигли уровня управления, сопоставимого с использованием проводных устройств. Это свидетельствует об эффективности предложенной разработки, однако эксперимент имел и дополнительное значение. Поскольку некоторые тесты были проведены после марта предыдущего года, когда началась пандемия Covid-19, в связи с этим, их приходилось организовывать в домашних условиях. Это позволило оценить все преимущества беспроводной связи: ученые получили возможность непрерывно отслеживать мозговую активность пациентов, не доставляя им дискомфорта. Необходимо было лишь обучить персонал, оказывающий помощь инвалидам на дому, корректной настройке беспроводной сети.
Область науки, изучающая интерфейсы мозг-компьютер ( BCI), — достаточно узкая, поэтому сравнение неизбежно BrainGate с самой известной разработкой в этой сфере — Neuralink. В статье авторы упоминают о новой разработке Илона Маска лишь один раз — в разделе, рассматривающем конфликт интересов. Это связано с тем, что исследовательский отдел Общеклинической больницы штата Массачусетс, где трудится один из авторов данного исследования, сотрудничает и консультирует соответствующий проект Neuralink. Это обычная процедура, применяемая как в медицинских учреждениях, так и при подготовке статей. Если в материале затрагиваются темы, связанные с конкурирующими разработками, то их упоминание является обязательным, однако это никак не сказывается на содержательной части публикации.
На деле между Neuralink и BrainGate — существенная разница. Проект, разработанный специалистами Брауновского университета, отличается большей практичностью и реалистичностью. Он предполагает использование массивов электродов длиной полтора миллиметра, объединенных в квадратные структуры, состоящие из 96 элементов. Создание подобных сенсоров оказалось возможным, и они демонстрируют работоспособность, однако процесс отладки, тестирования и сертификации, необходимой для использования в медицинских целях, занял значительное количество времени. Именно эта команда BrainGate в 2012 году впервые смогла сделать систему управления роботизированным протезом с несколькими степенями свободы для парализованных пациентов.
Таким образом, с одной стороны, эти исследователи заслуживают звания первопроходцев в сфере нейротехнологий, а с другой — их работа демонстрирует, насколько сложным является это направление. Примечательно, что после завершения указанных испытаний ученые уже оформили заявку на разрешение для проведения ограниченного клинического тестирования их технологии. Вероятно, именно BrainGate станет первым компактным, беспроводным и полнофункциональным интерфейсом мозг-компьютер, который доступен специалистам по всему миру.
Neuralink же делает упор на масштабы и технологичность: тысячи электродов, быстрая имплантация и компактный приемопередатчик. Цели — амбициозные, первые тесты уже успешно провели, однако до достижения заявленных выдающихся результатов еще предстоит пройти немалый путь. В перспективе это может стать настоящей революцией в сфере нейротехнологий. В действительности же, на текущем этапе эффект проявляется несколько иначе, хотя и является весьма ценным: Neuralink подстегнул остальные научные команды, которые давно занимаются нейроинтерфейсами, ускорить темпы своих разработок. А науке тоже иногда не помешает толика азарта и здоровой конкуренции.