Интерфейс мозг-компьютер
Интерфейс мозг-компьютер ( BCI ), иногда называемый интерфейсом мозг-машина ( ИМТ ) или smartbrain , представляет собой прямой путь связи между электрической активностью мозга и внешним устройством, чаще всего компьютером или роботизированной конечностью. BCI часто направлены на исследование, картирование , помощь, увеличение или восстановление когнитивных или сенсомоторных функций человека . [1] Реализации BCI варьируются от неинвазивных ( ЭЭГ , МЭГ , ЭОГ , МРТ до) и от частично инвазивного ( ЭКоГ и эндоваскулярное исследование) до инвазивного ( микроэлектродная матрица ), в зависимости от того, насколько близко электроды подходят к ткани головного мозга. [2]
Исследования BCI начались в 1970-х годах Жаком Видалем в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA) в рамках гранта Национального научного фонда , за которым последовал контракт с DARPA . [3] [4] Статья Видаля 1973 года знаменует собой первое появление в научной литературе термина « интерфейс мозг-компьютер ».
Благодаря пластичности коры головного мозга сигналы от имплантированных протезов могут после адаптации обрабатываться мозгом как естественные сенсорные или эффекторные каналы. [5] После нескольких лет экспериментов на животных в середине 1990-х годов появились первые нейропротезы , имплантированные людям.
Недавние исследования взаимодействия человека с компьютером посредством применения машинного обучения к статистическим временным характеристикам, извлеченным из данных лобных долей ( мозговая волна ЭЭГ ), имели высокий уровень успеха в автономном распознавании обнаружения падения как медицинского сигнала тревоги , [6] психического состояния . (Расслабленный, Нейтральный, Сосредоточенный), [7] психоэмоциональное состояние (Отрицательное, Нейтральное, Положительное) [8] и таламокортикальная аритмия . [9]
История интерфейсов мозг-компьютер (BCI) начинается с открытия Гансом Бергером электрической активности человеческого мозга и разработки электроэнцефалографии (ЭЭГ). В 1924 году Бергер впервые зарегистрировал активность человеческого мозга с помощью ЭЭГ. Бергер смог идентифицировать колебательную активность , такую как волна Бергера или альфа-волна (8–13 Гц), путем анализа записей ЭЭГ.
Первое записывающее устройство Бергера было очень примитивным. Он вставлял серебряные проволоки под скальпы своих пациентов. Позже их заменили серебряной фольгой, прикрепленной к голове пациента резиновыми повязками. Бергер подключил эти датчики к капиллярному электрометру Липпмана , но результаты оказались неутешительными. Однако к успеху привели более совершенные измерительные приборы, такие как записывающий гальванометр Сименса с двойной катушкой , показывающий электрические напряжения всего в одну десятитысячную вольта.
.jpg/440px-Brain-computer_interface_(schematic).jpg)
.jpg){kind=link}