В своей работе исследователи применили систему нейро-компьютерного интерфейса , которая фактически умеет читать мысли.

Устройство регистрирует сигналы мозга с помощью специальных датчиков, прикреплённых к коже головы, распознаёт мысленные команды и передаёт их на компьютер. Ранее подобные приспособления использовали для помощи людям с ограниченными возможностями, например, для управления инвалидным креслом, роботом и даже портативным летательным аппаратом.

Однако система ещё далека от совершенства, и в силу разных причин может иногда ошибаться. Британские инженеры решили проверить, как измениться точность работы устройства, если над одним процессом будут одновременно работать два человека.

Ранее похожий эксперимент проводился для отдельных простых действий. Но на этот раз добровольцам дали задачу посложнее. Два человека одновременно должны были с помощью силы мысли подавать команды компьютерной модели космического корабля.

Направляя его в одном из восьми направлений, соответствующих основной шкале компаса, требовалось добраться до нужной планеты. Процессор в реальном времени объединял мозговые сигналы добровольцев и на основании этих данных выбирал, в какую сторону следует направить корабль.

Результаты показали, что совместные усилия двух человек повышают точность работы прибора с 67% до 90%. Помимо этого, если исследователи неожиданно изменяли положение конечной цели, скорость реакции "объединённого разума" увеличивалась вдвое.

Учёные пришли к выводу, что использование двойного сигнала помогает подавить фоновый шум, который неизбежно возникает при работе одного оператора. Метод также позволяет компенсировать временную потерю концентрации.

В будущем нейро-компьютерный интерфейс может быть использован для управления роботами, системами телеприсутствия и даже настоящими космическими аппаратами. А единовременное использование двух операторов поможет повысить точность команд.

В американском космическом агентстве NASA уже исследовали возможность мысленного управления марсоходами. Но, несмотря на успешные испытания, специалисты полагают, что до реального использования такого метода ещё очень далеко.

Результаты работы будут представлены на конференции Интеллектуальные пользовательские интерфейсы (IUI 2013), которая пройдёт в Калифорнии в марте 2013 года.

Международная команда инженеров впервые взломала человеческий мозг

Специалистам по безопасности трёх стран впервые удалось выудить из человеческого мозга важную информацию. Причём данные о банковских счетах, дате рождения и месте нахождения участников исследования были получены относительно простым способом.

О своём "открытии" разработчики сообщили на конференции USINEX 2012. Инженеры создали не совсем обычную программу, которая обрабатывала данные, приходящие с простенького электроэнцефалографа. Последний сработал как дверь чёрного хода или как бэкдор, как его называют специалисты по компьютерной безопасности.

В ходе исследования Иван Мартинович (Ivan Martinovic), Дуг Дэвис (Doug Davies), Марио Франк (Mario Frank), Дэниэль Перито (Daniele Perito), Томас Рос (Tomas Ros) и Дон Сонг (Dawn Song) попросили 28 добровольцев надеть на голову интерфейс Emotiv. Устройство стоит порядка $200-300, пользуется большой популярностью и использовалось, например, немецкими разработчиками для мысленного управления автомобилем.

Интерфейс Emotiv считывает электроэнцефалограмму мозга человека, а специальная программа, идущая в комплекте с устройством, позволяет определять намерения "подопытного".

Участники эксперимента не знали, что учёные пытаются "взломать" их мысли и выяснить о них какую-либо личную информацию. Добровольцы просто сидели перед монитором и просматривали различные картинки: карты, фотографии знакомых и незнакомых людей, изображения банков, PIN-кодов банковских карт и так далее.

Обработав поток "мозговых волн", программа, переделанная под нужды исследователей, показала, какие снимки и иллюстрации вызывали у добровольцев всплеск мозговой активности. То есть интерфейс Emotiv вместе с нужным программным обеспечением, по сути, выявил чувствительную для каждого человека информацию, данные, которые он не хотел бы рассказывать всем подряд.

"Мы показали, что выявить личную информацию в этом случае было в среднем на 10-40% проще, чем при случайном угадывании", пишут специалисты в этом PDF-документе.

Интерфейс мозг-компьютер (или нейрокомпьютерный интерфейс) используется многими современными разработчиками, отмечает Мартинович и его коллеги. Причём чем дальше, тем чаще обычными людьми будут использоваться беспроводные клавиатуры, приложения, позволяющие контролировать те или иные действия техники при помощи мыслей, а также программы, позволяющие играть в видеоигры без джойстиков и прочих устройств ввода информации вручную.

Кроме того, со временем людям, наверняка, будут вживлять множественные мозговые имплантаты, которые, к примеру, могут питать простейшую электронику, и помогать инвалидам жить полноценной жизнью. Все эти технические новинки становятся потенциальной целью злоумышленников.

"Ничего не подозревающего пользователя можно, к примеру, вовлечь в игру, в ходе которой он, сам того не желая и не осознавая, ответит на вопросы взломщиков. Учитывая, что качество устройств, считывающих мозговую активность, растёт, а цена падает, доля успешных взломов со временем будет только увеличиваться", — цитирует Мартиновича gizmag.

Обезьяну научили мысленно управлять конечностями спящего товарища

Исследователи из Корнельского университета дают новую надежду на лечение паралича. Они провели эксперимент, в ходе которого бодрствующая обезьяна посылала нервные импульсы, передаваемые электродами обезьяне спящей, и рука последней двигалась.

Полностью усыплённый макак-резус управлял джойстиком для выполнения конкретных задач под действием мысленных импульсов другой особи. Эти условия были необходимы для имитации полного паралича: мозг отключён от мышц, которыми он стремится управлять.

"Мы продемонстрировали, что мозг может контролировать движения конечностей, над которыми у него формально нет управления", — сообщает ведущий автор исследования Марьям Шанечи (Maryam Shanechi) из Школы электротехники и вычислительной инженерии при Корнельском университете.

Система, позволившая осуществить чудо, выглядит следующим образом: головной мозг бодрствующей обезьяны подключён к спинному мозгу "парализованной" через 36 электродов и компьютер, который расшифровывает и ретранслирует нервные сигналы.

Первый макак, "хозяин", сидел неподвижно в специальном кресле перед экраном компьютера, на котором был изображён зелёный круг и курсор, передвигающийся между двумя точками. Второе животное, "аватар", был полностью парализован седативными препаратами и сидел в соседнем помещении от хозяина. Его рука была привязана к джойстику, который должен управлять курсором на зелёном круге первого компьютера.

Когда хозяин думает о перемещении курсора, сигналы его мозга декодируются, чтобы определить, в каком направлении он хотел бы направить курсор, и данные передаются в спинной мозг аватара, который физически манипулирует джойстиком. Каждый раз, когда курсор совпадал с точкой на экране, хозяин получал глоток фруктового сока в качестве награды.

Предыдущие эксперименты по освоению так называемого интерфейса "мозг-компьютер" продемонстрировали эффективность этой методики мысленного управления формально неконтролируемыми конечностями. Шанечи утверждает, что ей и её коллегам впервые удалось заставить одного животного управлять конечностью другого и сделать это с определённой целью — в данном случае, с целью управления компьютерным курсором, а не ради простого подёргивания.

"Наши выводы доказывают, что силы мысли достаточно для манипуляций конечностями по крайней мере в двух измерениях, даже в условиях отсутствия физиологической связи между мозгом и мышцами", — поясняет исследовательница.

Данная работа, в первую очередь, направлена на изучение потенциальных методов лечения паралича. Эта болезнь может быть следствием повреждения центральной нервной системы, инсульта, болезни Паркинсона или несчастного случая.

Самой сложной задачей при установке интерфейса "мозг-компьютер" является декодирование мозговых импульсов и непосредственная стимуляция спинного мозга: ранее эксперименты позволяли выполнять лишь повторяющиеся задачи, либо бесцельно двигать конечностями "аватара". Шанечи же удалось заставить обезьян сыграть в целую игру.

"Результат их игры оказался впечатляющим. Они достигали цели в 84% случаев!" — восхищается Шанечи в пресс-релизе.

Коллеги корнельских биоинженеров, не принимавшие участия в исследовании, отмечают, что главный гарант правдоподобности эксперимента — это использование двух разных особей. Когда подобные опыты ставятся на одном животном, к примеру, управляющим протезом, непонятно, где истинное управление силой нейронных импульсов, а где — сенсорная обратная связь от сохранившихся мышечных сокращений.

Результаты удивительного эксперимента были описаны в статье журнала Nature Communications.