Перспективы нейроинтерфейсов мозг-компьютер

Имплантируемые интерфейсы

Недавние разработки в области имплантируемых интерфейсов мозг-компьютер (Brain-computer interface, BCI) создали новые возможности для улучшения взаимодействия человека и машины, особенно в области здравоохранения. В 2024 году Neuralink успешно имплантировала свое устройство BCI, названное «Telepathy», второму пациенту, Алексу, после его первого испытания на Ноланде
Арбо, парализованном от шеи и ниже. Этот новый имплантат позволил Алексу
побить мировые рекорды в управлении курсором при помощи BCI.

Несмотря на значительные достижения, Neuralink столкнулась с ранними техническими проблемами и продолжает сталкиваться со скептицизмом. В случае Арбо 85% гибких нитей устройства вырвались из его мозга в течение месяца после имплантации, что повлияло на общую производительность устройства.

Еще одна значительная веха была достигнута в UC Davis Health, где исследователи разработали BCI, способный переводить сигналы мозга в
речь с точностью 97%. Устройство было успешно имплантировано пациенту
с БАС, что позволило ему общаться практически свободно.

Компания Synchron также имплантировала пациенту с БАС свое устройство BCI,
в результате чего он смог взаимодействовать с колонкой Alexa от Amazon, чтобы контролировать свою среду.

Эти достижения демонстрируют глубокий потенциал для изменения качества жизни людей с нейродегенеративными заболеваниями или тяжелым параличом,
предлагая им инновационные методы общения, взаимодействия и активности.

Помимо обеспечения доступности, BCI могут произвести революцию во взаимодействии человека и машины путем радикального увеличения пропускной способности между мозгом и цифровыми системами, потенциально в 1000 раз или более.

Эта технология обещает не только улучшение когнитивных возможностей, но и
сверхбыструю, бесперебойную связь между людьми, расширяя границы того, как мы подключаемся и сотрудничаем.

Внешние интерфейсы

Хотя интерфейсы мозг-компьютер (BCI) имеют потенциал радикального улучшения мобильности и коммуникации для людей с ограниченными
возможностями, большинство потребителей вряд ли примут имплантированные устройства в ближайшем будущем. Это означает, что на коммерческом
рынке в краткосрочной перспективе будут доминировать неинвазивные BCI.

Неинвазивные BCI привлекательны тем, что они экономичны, безопасны и доступны широкому кругу пользователей. Однако, поскольку эти
системы регистрируют сигналы с кожи головы, а не напрямую с мозга,
качество приема сигнала может быть ограниченным. Но недавние
прорывы устраняют эти ограничения.

Исследователи из Университета Карнеги-Меллона продемонстрировали новый подход к неинвазивным ИМК с использованием фокусированной ультразвуковой
стимуляции в сочетании с носимым устройством электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Их исследование, в котором участвовало 25 человек, является первым в своем роде, в котором интегрирована фокусированная ультразвуковая стимуляция для двунаправленных ИМК, что означает, что он может как кодировать, так и декодировать мозговые волны с использованием машинного обучения.

Техника нацелена на определенные нейронные цепи, улучшая как качество сигнала, так и общую производительность неинвазивных ИМК. Эта работа может значительно повысить возможности внешних ИМК, сделав их более жизнеспособными для широкого круга применений. В прошлом году наблюдался рост инвестиций в неинвазивные носимые ИМК-технологии, при этом компании
исследовали ЭЭГ, ультразвук и магнитную стимуляцию.

Например, Magnus Medical разработала транскраниальную магнитную стимуляцию для лечения большого депрессивного расстройства. Хотя эти носимые BCI обеспечивают меньшую глубину понимания глубоких областей мозга
по сравнению с имплантированными устройствами, их простота использования и неинвазивный характер делают их многообещающим путем для более широкого внедрения как в здравоохранении, так и на потребительском рынке.

По материалам “Future Today Strategy Group 2025 Tech Trends Report” https://ftsg.com