Российские ученые создали недорогой гаджет, способный записывать мозговую активность
Исследователи из Сколтеха, Южно-Уральского государственного университета и других научных центров разработали устройство для записи мозговой активности, которое превосходит представленные на рынке аналоги за счет компактности и низкой стоимости. Новый электроэнцефалограф обеспечивает высокое качество сигнала и гибко подстраивается под потребности пользователя. В числе перспективных областей применения — управление протезами «силой мысли» и предсказание эпилептических приступов.
Результаты испытания прибора опубликованы в журнале Experimental Brain Research. Инструменты для измерения мозговой активности нужны и ученым, и медикам, и работающим над футуристичными гаджетами инженерам. В науке такие устройства используются для исследования сна, памяти, внимания, механизмов принятия решений. В медицине активность мозга позволяет оценивать степень тяжести травмы головы или состояние пребывающего в коме пациента.
Если говорить о более смелых киберпанковских фантазиях, то мозговые сигналы можно передавать в виде команд на любое имплантированное или внешнее устройство, как для компенсации утраченных функций (парализованный человек управляет рукой экзоскелета), так и для произвольных манипуляций с техникой: вызвать «Бэтмобиль», пообщаться с блютус-чайником.
Электроэнцефалограф изобрели около века назад. Он считывает электрическую активность мозга небольшими электродами, которые прикладываются к поверхности головы. Зарегистрированные таким образом сигналы и используются для исследований, медицинской диагностики или выбора персонажа в «Мортал-комбате».
Проблема в том, что применяемые сейчас в больницах и лабораториях системы, как правило, громоздкие и/или дорогие. И все равно качество сигнала не всегда удовлетворительно, поскольку количество электродов невелико. Любительские устройства стоят дешевле, но сигнал считывают еще хуже.
Разработка коллектива ученых из компании «Брейнфлоу», ЮУрГУ и Университета штата Северная Каролина во главе с инженером Ильдаром Рахматулиным и профессором Михаилом Лебедевым из Сколтеха нацелена в первую очередь на любительский сегмент. Устройство можно собрать всего за 350 долларов, в то время как существующие аналоги стоят около 1000 долларов и более. Новый энцефалограф оснащен 24 электродами, и при необходимости можно поставить больше.
Главное — он обеспечивает высокое качество сигнала, на уровне лабораторного оборудования. Блок обработки информации имеет диаметр пять миллиметров, то есть достаточно компактен, чтобы комфортно носить устройство в течение дня или во сне. Энцефалограф целиком весит 150 граммов.
Создатели устройства выложили в открытый доступ (GitHub) инструкции по сборке, сопутствующую документацию и софт. Ученые надеются, что это привлечет больше энтузиастов в область интерфейсов «мозг — компьютер» и придаст импульс разработке систем для поддержки и реабилитации перенесших инсульт пациентов, когнитивным исследованиям и развитию всевозможных «телекинетических» гаджетов, видеоигр без джойстика и тому подобных устройств.
По словам Лебедева, «чем более удобными и дешевыми будут становиться интерфейсы «мозг — компьютер», тем больше шансов, что вокруг них сложится сообщество владельцев домашних лабораторий и часть завязанных на этих устройствах исследований переедет из больших университетских лабораторий в домашние любительские проекты».
«А люди с ограниченной подвижностью смогут применять самодельные интерфейсы, обучать программу на смартфоне и использовать такую систему, чтобы, скажем, электрически стимулировать бицепс и тем самым сгибать руку в локте, — продолжил ученый. — Ведь если контроль над мышцами руки был утрачен вследствие инсульта или травмы позвоночника, то мозг все еще в состоянии генерировать команды, просто у него нарушена коммуникация с рукой, и наш интерфейс может взять на себя роль посредника между ними».
По словам авторов исследования, интерфейсы «мозг — компьютер» могут также помочь пациентам с эпилепсией за счет заблаговременной регистрации характерной мозговой активности, которая указывает на высокий риск наступления эпилептического приступа. Эта информация позволит пользователю подготовиться, уединившись и приняв комфортное положение лежа; или подавить приступ при помощи электрической стимуляции.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Физтехи предложили аналитический способ описания передачи энергии от ультракороткого лазерного импульса к квантовому осциллятору, находящемуся в тепловом равновесии. Эта модель показывает, как сверхкороткие вспышки света возбуждают микроскопические системы — молекулы, кристаллы, плазмоны, фотоны и электронные центры в веществе. Это важно для разработки методов сверхбыстрого управления веществом, генерации терагерцового излучения и подбора оптимальных параметров лазерных импульсов для возбуждения заданных состояний материала.
Звезды типа Солнца в конце жизни превращаются в пульсирующего красного гиганта, а потом – в белого карлика. Ранее считали, что на этом этапе их планеты становятся слишком холодными, ведь белый карлик светит слабо. Новые наблюдения показали, что все намного сложнее и планета может даже прибавить свою температуру. Примерно в 80 световых годах от Земли лежит белый карлик WD 1856. Хотя он всего вдвое легче Солнца, по размерам близок к нашей планете (примерно на треть больше). За счет этого у него огромная плотность, поэтому, несмотря на отсутствие в нем термоядерных реакций (топливо уже кончилось), поверхность этой «мертвой» звезды разогрета почти до пяти тысяч градусов.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно