В Пензенском государственном университете создали нейроинтерфейс, способный регистрировать электрическую активность головного мозга в режиме реального времени. Разработка уникальна тем, что стало возможным регистрировать ЭЭГ в условиях погружения в виртуальную реальность. Подобного до пензенских ученых не было. «NeuroVR» найдет свое применение в медицине, профотборе и игровой индустрии. Об этом сообщили на информационном портале газеты «Известия».
Электроэнцефалография (ЭЭГ) — метод регистрации электрической активности головного мозга, позволяющий оценивать функциональное состояние человека и выявлять нарушения в работе центральной нервной системы. С помощью электродов, закрепленных на коже головы, регистрируются сигналы и передаются на компьютер. Глядя на графики, медики оценивают психофизическое состояние человека. Изменения электрической активности мозга могут указывать на различные заболевания.
В Пензенском госуниверситете разработали нейроинтерфейс, регистрирующий ЭЭГ. Это позволило расширить сферу применения этого метода диагностики. Его отличает от существующих предложений то, что оно работает совместно с устройствами виртуальной реальности. На кожу головы устанавливаются специальные электроды, улавливающие биоэлектрические сигналы. Их регистрирует разработанный нейроинтерфейс. Программное обеспечение, входящее в состав системы, автоматически рассчитывает ряд показателей, связанных с уровнем стресса, степенью концентрации внимания и выраженностью утомления. «NeuroVR» представляет их в наглядном виде. Это позволяет под контролем специалиста оценивать реакцию пользователя на предъявляемые воздействия и адаптировать параметры виртуальных сцен.
В разработке участвовали исследователи: д-р техн. наук, завкафедрой «Радиотехника и радиоэлектронные системы» Александр Тычков , аспирант Александр Иванов , студенты Денис Чернышов и Юлия Алланова . По результатам работы решена проблема эргономической совместимости и отсутствия программного обеспечения для проведения сеансов синхронной регистрации ЭЭГ.
Такой подход к изучению человеческого мозга необходим, когда важно понять, как человек реагирует на те или иные ситуации в виртуальной реальности. Он помогает адаптировать необходимые параметры виртуальных сцен в режиме реального времени.
«Существующие нейроинтерфейсы не могут предоставить такую возможность, так как устройства виртуальной реальности и устройства для снятия ЭЭГ невозможно совместить из-за отсутствия специализированного программного обеспечения. В нашей разработке эти проблемы решены» , — поделился Александр Иванов .
По словам разработчиков, «NeuroVR» дает возможность оценивать эффективность проведения диагностических и реабилитационных мероприятий. По реакции человека на погружение в виртуальную среду можно корректировать внешние стимулы.
Проверить готовность кандидата на ответственные и опасные профессии (МЧС, операторы дронов, шахтеры) также под силу ноу-хау.
«Мы уверены, устройство поможет эффективнее отбирать кадры, например, в военной сфере. Кандидатов в операторы дронов можно погрузить в стрессовую сцену виртуальной реальности, приближенную к боевым действиям и посмотреть с помощью нейроинтерфейса: как они реагируют на громкие звуки, смену обстановки; какие действия они принимают; как это отражается на их состоянии. Это поможет в профотборе не только военных, но и в других ответственных профессиях» , — поделился он.
Нейроинтерфейс состоит из корпуса, печатной платы и электродов. Устройство легко помешается на ладони: оно компактное и обладает малым весом. Это не вызовет дискомфорта при совместном ношении со шлемом виртуальной реальности.
«Мозг» компактного устройства представляет собой электронный модуль на основе печатной платы с микроконтроллером и встроенным программным обеспечением. ЭЭГ данные передаются по радиоканалу на компьютер, где программный комплекс выполняет их обработку и формирует итоговые показатели. Беспроводной тип передачи данных повышает удобство и обеспечивает свободу движений пользователя.
«Это расширяет его функционал, при этом уменьшаются помехи при регистрации» , — подчеркивает Александр Иванов .
Погружение в сцены виртуальной реальности происходит только под контролем специалиста. Выбор VR-сцены зависит от цели исследования.
«Для того, чтобы выяснить, в каком состоянии находится человек достаточно несколько электродов. Наше устройство позволяет не задействовать все отведения, используемые в классическом ЭЭГ» , — поделился Александр Иванов .
На монитор компьютера выводятся графики, по которым специалисты интерпретируют результат.
Ученые заверили, что уже есть первые результаты. Более 50 добровольцев смогли на себе протестировать нейроинтерфейс.
«Погружение в расслабляющие и медитативные сцены способствовало улучшению речи и моторики» , — поделился результатами Александр Иванов .
Полезным устройство окажется и для разработчиков компьютерных игр. Оно поможет избежать переутомления, своевременно напомнив игроку о перерыве.
В настоящее время программное обеспечение дорабатывается. В планах — задействовать нейросетевые алгоритмы. Сейчас ученые сосредоточены на создании инструмента для исследования реакций человека на события в виртуальном мире.
На разработку получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.
Подробнее читайте в эксклюзивном материале «Известий».
