Виды нейроинтерфейсов

2025-02-07 13:51

Нейроинтерфейсы — это технологии, позволяющие устанавливать связь между мозгом и внешним устройством, будь то компьютер, бионический или экзоскелет. Раньше нейроинтерфейсы казались далекой фантазией, не более, чем придумкой для фантастического кино, а практическое их воплощение — игрушкой совсем небольшого заинтересованного круга людей.

Сегодня они все активнее входят в разные аспекты нашей жизни — нейроинтерфейсы используют в медицине, науке, инженерии и даже в развлекательной индустрии.

Существует множество видов нейроинтерфейсов, классифицировать их можно разными способами:

Классификация нейроинтерфейсов по уровню инвазивности

Инвазивные нейроинтерфейсы

Инвазивные нейроинтерфейсы — это устройства, которые устанавливаются непосредственно в мозг. Электроды размещаются либо на поверхности мозга (эпидурально), либо внутри него (интракраниально). Такие нейроинтерфейсы используют для стимуляции глубоких структур мозга при лечении болезни Паркинсона и эпилепсии. Их также стараются научиться применять для контроля бионических протезов.

Плюс таких устройств состоит в высокой точности считываемой информации. Она дает высокую степень контроля над устройством, к которому подсоединяется нервная система человека, однако имеет и издержки — сопряжены с риском инфекций и других осложнений.

Неинвазивные нейроинтерфейсы

В этом случае датчики располагаются на поверхности кожи. Сигналы мозга регистрируются через электроэнцефалографию (ЭЭГ), магнитоэнцефалографию (МЭГ) или функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ).

Такие нейроинтерфейсы применяются в исследованиях сна, когнитивных функций и разработке игровых контроллеров. Также такие интерфейсы находят применение в научных исследованиях и диагностике неврологических заболеваний. При помощи ЭМГ сигналов, которые считываются датчиками на поверхности кожи руки, пользователи бионических протезов управляют устройствами сегодня.

Полуинвазивные нейроинтерфейсы

Такие интерфейсы предполагают хирургическое вмешательство, но без серьезных операций, типа вживления электродов в мозг человека. Как правило, они сочетают в себе элементы инвазивных и неинвазивных процедур. Электроды могут быть имплантированы под кожу и подсоединены к нервам пациента.

Классификация нейроинтерфейсов по типу взаимодействия

Нейроинтерфейсы типа «мозг-компьютер» (BCI)

Вид нейроинтерфейсов, где сигналы мозга преобразуются в команды для внешнего устройства. Иными словами, пользователи таких нейроинтерфейсов могут управлять внешними устройствами при помощи силы мысли. Такие интерфейсы используются для управления бионическими протезами, инвалидными колясками и другими средствами реабилитации, а также иногда используются для индустрии развлечений.

Интерфейсы типа «компьютер-мозг» (CBI)

Это внешние устройства, которые передают сигнал в обратном направлении — с внешнего устройства к мозгу. Такие устройства используют для лечения депрессии, мигрени и эпилепсии. Часто электроды подключаются не напрямую к мозгу, а к другим частям нервной системы.

Биодвусторонние интерфейсы (BDI)

Это интерфейсы, сочетающие в себе преимущества предыдущих двух типов нейроинтерфейсов. Двустороннюю связь между мозгом и внешним устройством позволяет обмениваться информацией, когда устройство реагирует на изменения в состоянии мозга и адаптируется к ним.

Такие нейроинтерфейсы используются для очувствления протезов.

Нейроинтерфейсы используются с разными целями — очувствление бионических рук, лечение эпилепсии, облегчение болевого синдрома, управление внешними устройствами и прочими. Системы активно развиваются, а специалисты со всего мира работают над их усовершенствованием.