Нейрочип распознаёт состояния человека по взаимодействию участков мозга

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработали имплантируемый нейрочип, который в реальном времени отслеживает взаимодействие разных участков мозга и определяет умственное и эмоциональное состояние человека

Нейрочип LogSync записывает активность мозга и выделяет в ней показатели, которые описывают силу мозговых волн и согласованность сигналов из разных его участков. Затем алгоритм машинного обучения анализирует эти данные и определяет состояние человека — например, насколько он вовлечён в умственную задачу или эмоционально возбуждён.

Учёные проверили LogSync на записях мозговой активности людей, сделанных в прежних психиатрических экспериментах. В одном из них следили за тем, как меняется активность мозга, пока человек решает умственную задачу, в другом — за эмоциональной реакцией на видео. Алгоритм сумел распознать эти состояния по записям.

Затем имплант испытали на крысах в Университете Миннесоты: он отслеживал колебания мозговой активности и в определённые моменты этих колебаний подавал сигналы для стимуляции мозга. Главная трудность была в том, чтобы уместить все функции в имплант, которому доступно совсем мало энергии: чип потребляет меньше 200 микроватт.

Разработчики подчёркивают, что алгоритмы и аппаратную часть чипа проектировали вместе, с учётом ограничений импланта. Ещё одно новшество — логарифмические вычисления: они упрощают сложные операции, без которых нельзя в реальном времени анализировать работу сетей мозга и выделять нужные показатели.

В перспективе технологию можно будет применять не только в психиатрии, но и при двигательных расстройствах — для адаптивной глубокой стимуляции мозга, когда вживлённые электроды подают импульсы с учётом его текущей активности. Пригодится она и для стимуляции без операции, которая подстраивается под ответ мозга, и в других областях нейротехнологий.

Ранее по теме: Учёные создали гибкий имплантат для мозга с тремя функциями

Источник: EPFL