Группе исследователей из Мэрилендского университета удалось воспроизвести трехмерное движение руки по сигналам мозга, записанным неинвазивным способом (т.е. без проникновения в живые ткани). Как сообщает eBioNews, использованная ими методика открывает новые возможности для создания портативных систем, реализующих так называемый нейро-компьютерный интерфейс (НКИ) (называемый также прямой нейронный интерфейс или мозговой интерфейс), который обеспечивает обмен информацией между мозгом и электронным устройством (например, компьютером). Подобные неинвазивные системы могут быть использованы, например, для управления роботизированной рукой-манипулятором или моторизованным инвалидным креслом, что станет огромным подспорьем для людей с недостатками.

До сих пор для воспроизведения движений руки исследователи использовали инвазивные методы, т.е. вживляли электроды-датчики в мозг. Ученые же Мэрилендского университета смогли «выудить» всю необходимую информацию из электроэнцефалограммы (ЭЭГ) – электрических сигналов мозга, записываемых набором датчиков (обычно размещаемых на специальном мягком шлеме) с поверхности головы.

Добровольцам-испытуемым давалось задание в случайной последовательности нажимать на несколько кнопок в течение 10 минут, во время чего записывались сигналы их мозга и движения руки. Затем исследователи «раскодировали» эти сигналы, выявив их связь с движениями руки.

«Полученные нами результаты показали, что электрическая активность мозга, записываемая с поверхности головы, содержит достаточно информации для того, чтобы восстановить плавные естественные движения руки», — сообщил руководитель группы, доктор Хосе Контрерас-Видал.

Наибольшую полезную информацию содержал датчик, расположенный над первичной сенсомоторной корой мозга – областью, связываемой с преднамеренными движениями.

Это исследование может оказать существенное влияние как на будущие технологии нейро-компьютерных интерфейсов, так и на уже существующие. Для людей с серьезными нервно-мышечными повреждениями, как например боковой амиотрофический склероз, инсульт, повреждение спинного мозга, станет вновь возможным выполнение сложных двигательных задач без необходимости вживлять электроды в мозг.

Методика также может быть использована для улучшения уже существующих систем, позволяющих с помощью ЭЭГ «мысленно» управлять движениями компьютерного курсора. Эти системы требуют от пациента интенсивных тренировок, использование же новой методики позволит значительно сократить время обучения пациента и достичь более легкого управления курсором.