В ЮФУ создали программный комплекс по расшифровке активности мозга человека
Программный комплекс по расшифровке сигналов мозга, задающих информацию о движении, для решения задач реабилитации и ресоциализации, а также повышения мобильности и автономности лиц с инвалидностью разрабатывают ученые из Центра нейротехнологий Южного федерального университета (ЮФУ), 22 марта сообщает пресс-служба вуза.
Здоровый человек выполняет различные движения в своей обыденной жизни, не задумываясь, как его мозг формирует каждый элементарный двигательный акт, контролирует его и корректирует в случае практической необходимости.
Однако человек может утратить естественный контроль над своими движениями и телом в результате развития нейродегенеративных заболеваний. Чтобы помочь таким больным, ученые долгое время наблюдали и декодировали сигналы мозга, чтобы понять, как мозг человека организует его произвольное поведение.
Разобраться, как в головном мозге формируется процесс принятия решения о необходимости выполнить то или иное действие и как мозг функционирует в процессе двигательной активности, решили сотрудники Центра нейротехнологий ЮФУ Дмитрий Лазуренко, Игорь Шепелев, Антон Саевский и Валерий Кирой под руководством ведущего научного сотрудника НИТЦ нейротехнологий ЮФУ Дмитрия Шапошникова.
Для этих целей они использовали специализированные интеллектуальные алгоритмы поиска структурных особенностей сигналов мозга человека в момент выполнения им различных движений конечностями в реальности и мысленно.
Исследователями был разработан программный комплекс, включающий в себя методы обработки данных электроэнцефалографии (ЭЭГ), позволяющие определить, как мозг кодирует информацию о движении, а также алгоритм, позволяющий определять наиболее оптимальные настройки метода классификации сигналов мозга, которыми выполняются задачи нейроуправления и нейрокоммуникации в контуре интерфейса «Мозг-компьютер» (ИМК).
Дмитрий Лазуренко пояснил: «Интерфейсы „Мозг-компьютер“ позволяют обеспечить прямое сопряжение нейронной активности с внешним устройством, например, наглядно продемонстрировать функционирование бионического протеза, управляемого сигналами, регистрируемыми от головного мозга».
Сейчас ученые заняты разработкой по замещению с помощью ИМК утраченных каналов коммуникации и управления собственным телом у пациентов со спинальной мышечной атрофией, болезнью Шарко и болезнью Пика.
«Значимость исследования состоит в разработке новых методов и математических алгоритмов, осуществляющих интеллектуальный анализ сигналов мозговой активности человека, регистрируемой при помощи метода электроэнцефалографии. Разработанный подход позволяет индивидуализировать и повысить точность настройки системы интерфейса „Мозг-компьютер“ с учетом уникальных особенностей каждого человека с целью достижения более эффективного функционирования технологии нейроуправления», — отметил Дмитрий Лазуренко.
Результаты исследования разработанного программного комплекса ученые опубликовали в статье «Discriminative Frequencies and Temporal EEG Segmentation in the Motor Imagery Classification Approach» журнала Applied Sciences (MDPI).
