В Китае показали систему, которую разработчики называют первым в мире полнофункциональным комплексом на основе магнитно-резонансной томографии (МРТ) для работы с интерфейсом «мозг — компьютер» (BCI). 

Медработник обучает пациента использованию устройства с интерфейсом мозг-компьютер / © Xinhua

Платформа объединяет в единую технологическую систему регистрацию и расшифровку сигналов мозга, его нейромодуляцию и оценку результатов воздействия.

Система получила название uMR Shenguan. Ее совместно разработали компании Shanghai United Imaging Healthcare и Тяньцзиньский университет.

По словам разработчиков, платформа предназначена для исследований BCI, разработки новых технологий и их последующего клинического применения по мере того, как интерфейсы «мозг — компьютер» выходят за пределы лабораторий и начинают использоваться в медицине.

В отличие от решений, которые просто объединяют МРТ-сканер с отдельным устройством интерфейса «мозг — компьютер», uMR Shenguan создает замкнутый контур: система считывает и расшифровывает сигналы мозга, воздействует на него и затем измеряет результат этого воздействия в рамках одной технологической платформы.

По данным исследователей, платформа способна регистрировать сигналы нервной активности с разрешением до миллисекунд, одновременно отображая структуру мозга с точностью менее миллиметра. Такое сочетание должно обеспечить одновременно высокое временное разрешение, необходимое для отслеживания быстро меняющихся сигналов, и высокое пространственное разрешение, позволяющее определить, в каком именно участке мозга происходит активность. Кроме того, система способна компенсировать сложные искажения магнитного поля, которые могут ухудшать качество изображений при использовании имплантируемых устройств.

Специальный набор инструментов интерфейса «мозг — компьютер», совместимый с магнитным полем, призван снизить взаимные помехи между интерфейсом и оборудованием МРТ. Благодаря объединению визуализации и нейромодуляции МРТ становится частью всего процесса работы интерфейса «мозг — компьютер». Таким образом, томограф используется не только как устройство для получения изображений и диагностики, но и как основной центр восприятия информации и обратной связи в замкнутой системе. Это решение обеспечивает синхронную координацию наблюдения и воздействия при исследовании мозга, переводя интерфейсы «мозг — компьютер» от простого «декодирования сигналов» к «пониманию мозга» и открывая новый технологический путь для исследований в области нейронаук.

Исследователи смогут наблюдать за работой мозга, проводить целенаправленное воздействие, а затем оценивать его последствия с помощью той же системы.

Появление новой системы происходит на фоне перехода технологии «мозг — компьютер» от экспериментальных исследований к клиническим и промышленным применениям.

В Китае такие технологии уже находят применение в восстановлении двигательных функций, нейрореанимации, психиатрии, офтальмологии и аудиологии. Подобные системы могут помочь ученым лучше понимать неврологические заболевания, выбирать и контролировать методы лечения, а также оценивать реакцию пациентов на проводимые вмешательства.

По мере дальнейшего развития технологии сфера применения интерфейса «мозг — компьютер» может выйти далеко за пределы медицины. В перспективе такие интерфейсы могут использоваться в образовании, спорте, игровой индустрии, технологиях улучшения сна и системах промышленной безопасности.