Первое испытание графенового "интерфейса мозг-компьютер" на человеке

(Интерфейс в кавычках, так как, судя по всему, проводилась лишь регистрация ЭКоГ графеновыми электродами в рамках начинающихся клинических испытаний, нацеленных на оценку безопасности такой регистрации. Весь пресс-релиз состоит из напыщенно-официозных фраз, суть из них вытащить сложно).

"We are capturing brain activity in areas where traditional metals and materials struggle with signal fidelity. Graphene provides ultra-high density for sensing and stimulating <...>"

Professor Sir Kostya Novoselov, Ph.D., Nobel Laureate and Vision Board member of INBRAIN, who first isolated stable graphene at The University of Manchester in 2004, and now at the National University of Singapore, said: "Witnessing graphene's exceptional properties unlock new frontiers in medical technology is truly rewarding <...>"

https://www.businesswire.com/news/home/20240926260728/en/INBRAIN-Neuroelectronics-Announces-World%E2%80%99s-First-Human-Graphene-Based-Brain-Computer-Interface-Procedure
INBRAIN Neuroelectronics Announces World’s First Human Graphene-Based Brain Computer Interface Procedure
First Human Procedure Performed at Salford Royal Hospital in Manchester, UK
September 26, 2024

Вот что писали в сентябре 2024 года:

Первое испытание графенового "интерфейса мозг-компьютер" на человеке

(Интерфейс в кавычках, так как, судя по всему, проводилась лишь регистрация ЭКоГ графеновыми электродами в рамках начинающихся клинических испытаний, нацеленных на оценку безопасности такой регистрации. Весь пресс-релиз состоит из напыщенно-официозных фраз, суть из них вытащить сложно).

"We are capturing brain activity in areas where traditional metals and materials struggle with signal fidelity. Graphene provides ultra-high density for sensing and stimulating <...>"

Professor Sir Kostya Novoselov, Ph.D., Nobel Laureate and Vision Board member of INBRAIN, who first isolated stable graphene at The University of Manchester in 2004, and now at the National University of Singapore, said: "Witnessing graphene's exceptional properties unlock new frontiers in medical technology is truly rewarding <...>"

https://www.businesswire.com/news/home/20240926260728/en/INBRAIN-Neuroelectronics-Announces-World%E2%80%99s-First-Human-Graphene-Based-Brain-Computer-Interface-Procedure
INBRAIN Neuroelectronics Announces World’s First Human Graphene-Based Brain Computer Interface Procedure
First Human Procedure Performed at Salford Royal Hospital in Manchester, UK
September 26, 2024

Наши партнеры и друзья из LIFT в сотрудничестве с ЦБИ ВШЭ и AIRI показали в статье, опубликованной на днях в ведущем профильном нейротехнологическом журнале JNE, что небольшого числа компактных и сравнительно недорогих новых магнитометров хватает для высококачественного мониторинга сенсомоторных ритмов мозга. Это позволяет использовать их в экспериментальных магнитоэнцефалографических интерфейсах мозг-компьютер, активируемых мысленным представлением движений — OPM MEG MI BCIs (а также и в ИМК на основе квазидвижений).

Fedosov N, Medvedeva D, Shevtsov O, Ossadtchi A. A reliable and reproducible real-time access to sensorimotor rhythm with a small number of optically pumped magnetometers. Journal of Neural Engineering, 22(4): 046031, 2025 Jul 28 https://doi.org/10.1088/1741-2552/aded35

Четырех магнитометров с оптической накачкой хватает, чтобы надежно считывать сенсомоторные ритмы мозга человека — так можно создать “магнитный” ИМК и в реальном времени декодировать движения (реальные и воображаемые). Магнитометры с оптической накачкой ловят более сложные сигналы мозга и дают более высокое разрешение по сравнению с ЭЭГ и МЭГ на основе СКВИД, и авторы считают, что их можно успешно применять, например, в постинсультной нейрореабилитации.

💥 Работа с аффилиацией LIFT, группа Алексея Осадчего. Поздравляем коллег! — PDF статьи см. в комментарии.

#tech | #readout | #prosthesis | #brain

И о той же статье уже от ее авторов:

От воображения к действию: портативный неинвазивный бесконтактный нейроинтерфейс, основанный на воображении движения

🚀 Вчера в Journal of Neural Engineering вышла наша статья A reliable and reproducible real-time access to sensorimotor rhythm with a small number of optically pumped magnetometers 🚀

Исследователи из Центра по междисциплинарным исследованиям в области нейробиотеха LIFT в сотрудничестве с Центром биоэлектрических интерфейсов НИУ ВШЭ и Институтом искусственного интеллекта AIRI создали систему, для отслеживания ритмической активности головного мозга, связанной с движением, при помощи компактных сенсоров магнитного поля.

Что делали:
Мозг человека генерирует сверхслабые магнитные поля, которые можно уловить бесконтактно с помощью метода магнитоэнцефалографии (МЭГ). Мы использовали инновационные магнитометры с оптической накачкой — датчики размером с кубик жвачки Love Is, закрепили их на голове над зонами, отвечающими за движение, и попросили наших испытуемых воображать или выполнять движение кистью.

Что получилось:
Оказалось, что четырех, а иногда даже одного сенсора достаточно, чтобы понять, когда испытуемый оставался в состоянии покоя, а когда выполнял двигательную задачу. Кроме того оказалось, что у каждого человека существует свой неповторимый, постоянный во времени профиль ритмической активности.

Разработанный метод бесконтактного измерения ритмической активности мозга удобен для нейрореабилитации после инсульта в интерфейсах "мозг-компьютер". В отличие от ЭЭГ, не требует геля, а по сравнению с fNIRS — напрямую оценивает электрическую активность и анализирует короткие отрезки времени.

P.S. Полный текст публикации — в первом комментарии.

На канале Троицкий Вариант вышла интересная дискуссия. Изначально тема касалась того, как стоит ограничивать популяризацию неортодоксальных гипотез в науке. Дискуссия началась с негативной реакции на включение книги «Пульсирующая вселенная» Николая Горькавого в большой список премии "Просветитель". Этот большой список - это те книги, из которых затем будут выбираться основные работы для присуждения премии. Жюри уже выпустило заявление о том, что включение книги в список будет пересмотрено, а книга будет подвергнута оценке экспертами: https://www.premiaprosvetitel.ru/news/view/?419

Но это информация просто для контекста, потому что конкретные обстоятельства не так интересны, как сама дискуссия. Хорошей её сделал, конечно, состав участников:

Борис Штерн, астрофизик, главный редактор ТрВ-Наука;
Дмитрий Баюк, историк и философ науки, переводчик, научный журналист;
Сергей Попов, астрофизик, популяризатор науки.
Ведущий — Борис Долгин, научный редактор, специалист по научным и экспертным коммуникациям.

В число участников очень кстати был включен философ, потому что именно он озвучил очевидную философам, но далеко не всегда принимаемую учеными-естественниками вещь: существенная часть т.н. популярной литературы является на самом деле философскими текстами в исполнении ученых. Нет, конечно, существуют и иные ситуации, когда в работе понятным языком излагается что-то вроде теоретического минимума по той или иной науке. Бывает науч-поп и такой, что это почти или вполне научная работа. Но зачастую в популярных работах обсуждается самая настоящая философия и если этот факт не осознавать, то это повлияет на адекватную оценку текста.

Было интересно услышать мнения авторитетных ученых по весьма больному вопросу популяризации науки и я рад, что эти мнения оказались (на мой взгляд) очень и очень адекватными. Конечно, никто из них не высказался за запрет какой бы то ни было литературы, но надо всё же учитывать, что личный блог и публикация, пусть даже научно-популярного содержания - это форматы публичного вещания с разной степенью академической ответственности. То, что можно в личном блоге, нельзя в науч-поп литературе. Самый простой из озвученных вариантов - это снабжать все спорные тексты комментарием. На мой взгляд - это вообще универсальное правило для любой спорной публикации - даже плохой текст с хорошим критическим комментарием может быть иной раз более полезен, чем приемлемый, но проходной текст без комментария.

В общем, рекомендую посмотреть хотя бы первую половину, чтобы простимулировать рассуждения на эту тему. Пока что были затронуты только самые общие вопросы. Надеюсь, это обсуждение будет продолжено с участием специалистов из других дисциплин. Например, биологов, потому что их область от проблем с популяризацией тоже не редко страдает.

Подписаться на канал PhiloStalkeR.

К голосам, сомневающимся в благотворности «мудрого» решения о включении почти всех журналов из так называемого «перечня ВАК» в Белый список – ЕГПНИ, добавилась «Независимая газета», которая вчера опубликовала редакционный комментарий:

https://www.ng.ru/editorial/2025-07-29/2_9304_red.html

В частности, там обращается внимание на то, что в результате вполне научными публикациями, которыми можно отчитываться, будут считаться статьи с названиями «О перспективах телепатических контактов человека с дельфином»; «Информация об ауре человека как объект правового регулирования Федерального закона «О персональных данных»; «Геокиборг – новая фаза развития ноосферы».

Причем котироваться такие публикации будут наравне, а то и выше, чем статьи в международных журналах с хорошей научной репутацией. Можно лишь согласиться с заключительным фрагментом комментария в НГ:

«Процедура распределения журналов по категориям с помощью алгебраических формул, конечно, весьма увлекательна. Но при этом совершенно забыта исходная функция рейтингов научных изданий – отслеживать наиболее актуальные направления. То, что называется «фронт науки». Возникают и другие опасения. Сложности с категорированием и ранжированием журналов. Отказ от единой методики для российских и зарубежных журналов и введение «государственного инструмента создания стимулов и ограничений» уменьшают прозрачность и повышают сложность методик. Риск формализации и дальнейшей бюрократизации научной сферы. Если система будет поощрять публикации в журналах, которые служат лишь для отчетности, это вряд ли повысит качество исследований. Да и, честно говоря, будет смахивать на очковтирательство. А это мы уже проходили…»

Сейчас в эфире:

Интервью: Правда о чипах в мозге: эксперт разбирает Neuralink и российские аналоги

Сергей Шишкин, руководитель группы нейрокогнитивных интерфейсов Московский государственный психолого-педагогический университет (МГППУ) и один из пионеров российских brain-computer interface, честно рассказывает о реальном положении дел в индустрии нейротехнологий.

🔥 ЧТО ВЫ УЗНАЕТЕ:

Почему проект Neuralink называют "провальным" и что на самом деле умеют пациенты Маска
Как обезьяна "обманывала" систему в знаменитом эксперименте с игрой Pong
Какие российские нейроинтерфейсы уже превосходят зарубежные аналоги
Когда обычные люди смогут купить "читалки мыслей" в магазине
Реальны ли планы Neuralink по восстановлению зрения в 2025 году
Кто действительно лидирует в гонке нейрочипов: Маск, Gabe Newell или китайцы

🎯 ОБ ЭКСПЕРТЕ:
Сергей Львович Шишкин - доктор наук, автор 170+ научных публикаций, создатель первого в России working brain-computer interface. Его исследования цитируются в ведущих мировых журналах. В отличие от многих экспертов, он лично работал с реальными пациентами и знает технологию "изнутри".

Смотреть тут https://www.youtube.com/watch?v=wH3hH6Cah94
и тут https://vkvideo.ru/video-39755794_456239434

B тут в телеграмм.

Только я, конечно, не доктор наук, я пока только кандидат. И насчёт 170+ публикаций не уверен, в гуглосколяре их лишь чуть больше 120 - туда не все попадает, но лишнее там тоже есть. Ещё, уже в самом видео - в представлении было сказано, что я работал с пациентами, а я что-то это прослушал (услышал только сейчас, в записи) и не поправил - нет, с пациентами я не работал, пока что все наши исследования были с участием здоровых испытуемых (глазоуправляемой коляской на Нейротлонах управляли настоящие инвалиды, но это было без ИМК). Создатель первого работающего ИМК в РФ - тоже не совсем точно (это я объяснил в разговоре), это была наша общая работа с А.Я. Капланом, студентами Ильёй Ганиным и Иваном Басюлом, при участии аспиранта Александра Жигалова.

Но вообще разговор вроде вполне получился, хотя мы успели обсудить только некоторые темы из намеченных. Журналист Александр Николайчук, задававший вопросы, очень неплохо погрузился в тему, это особенно чувствовалось по нашему общению за кадром. Такое редко встречается.

А вот и пресс-релиз РНФ по исследованию мозговых механизмов "глазоуправления" вышел (пожалуй, по первому в мире):

Ученые раскрыли нейронные механизмы управления компьютером с помощью удержания взгляда

Российские исследователи впервые описали механизмы нейронной активности, которые позволяют человеку управлять компьютером с помощью намеренного удержания взгляда. Оказалось, что при намеренной задержке взгляда в головном мозге сначала возникают сигналы, тормозящие движения глаз, после чего активируются височные области коры, управляющие пространственным вниманием. Полученные данные помогут улучшить технологии управления взглядом для людей с ограниченной подвижностью, а также сделать системы виртуальной и дополненной реальности удобнее и реалистичнее. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Cortex.

https://neuronovosti.ru/uchenye-raskryli-nejronnye-mehanizmy-upravleniya-kompyuterom-s-pomoshhyu-uderzhaniya-vzglyada/

Сама статья:

Vasilyev A.N., Svirin E.P., Dubynin I.A., Butorina A.N., Nuzhdin Y.O., Ossadtchi A.E., Stroganova T.A., Shishkin S.L. Intentionally vs. Spontaneously Prolonged Gaze: A MEG Study of Active Gaze-Based Interaction. Cortex, 31 May 2025. https://doi.org/10.1016/j.cortex.2025.05.010

Вот что значит непонятная подача материала - за пять часов ни одного лайка. А между тем:

1) На верхнем фото - Анатолий Васильев, один из наших ведущих исследователей и, наверное, один из лучших специалистов в РФ по анализу ЭЭГ, особенно при мысленном представлении движений, оценивает возможность использования тех самых новых магнитометров с оптической накачкой, которым посвящена та самая вышедшая позавчера статья LIFT/ЦБИ/AIRI, для онлайн-детекции квазидвижений в том самом варианте парадигмы интерфейса глаз-мозг-компьютер, за который нам дали Late-Breaking Work Award на прошедшей в мае ведущей конференции по приложениям айтрекинга ACM ETRA.

2) На нижнем фото - мы с Евгением Свириным, который чуть больше десяти лет назад, еще будучи студентом кафедры ВНД биофака МГУ, открыл аналог условно-негативной волны в ЭЭГ при намеренных задержках взгляда, используемых для подачи команды компьютеру (статья об этом компоненте ЭЭГ процитирована уже 80 раз), и затем провел первую серию экспериментов, сравнивающих такие задержки с естественными уже при регистрации магнитных полей мозга с помощью той самой до сих пор единственной в РФ многоканальной криогенной МЭГ-установке, в которой я сижу на фото.

Правда, фото снято этим летом, а не в те времена, когда велись все эти эксперименты. Но анализ данных оказался слишком сложным, поэтому статья по этому МЭГ-исследованию вышла только сейчас, благодаря усилиям Анатолия (который на верхнем фото), справившегося со множеством методических сложностей, а также благодаря Татьяне Александровне Строгановой, 15 лет назад основавшей МЭГ-центр МГППУ, а в этой работе применивший свои блестящие нейрофизиологические знания для того, чтобы мы в конце концов смогли разобраться с тонкостями активации коры мозга при "глазоуправлении". Причем весьма интересные эффекты нашлись и в МЭГ-осцилляциях, и в медленной МЭГ-активности, связанной с задержками взгляда. Самые ранние эффекты обнаружились очень рано, за секунду до задержки, хотя эти задержки делались испытуемыми не по команде, а только тогда, когда они сами принимали решение сделать ход в игре с помощью взгляда.

И это было действительно самое первое в мире, насколько нам известно, исследование мозговых механизмов намеренного использования взгляда для управления компьютером! Хотя такому управлению посвящены сотни статей, но практически все они написаны инженерами, которых интересовали сугубо конкретные задачи улучшения человеко-машинного взаимодействия с помощью взгляда, а что происходит при этом в мозге - об этом нигде нельзя было прочитать! Но теперь есть где - в нашей статье, вышедшей в очень неплохом журнале Cortex.

Про статью я надеюсь найти возможность написать более подробно, это было занятное исследование, хотя и потребовавшее намного больше усилий для его завершения, чем мы могли представить, начиная его.

Статью см. в комментариях.

Только сейчас увидел, что слово gaze в названии нашей статьи, оказывается, написано с большой буквы))

И наконец я нашёл время дочитать статью в Известиях со странным названием "С глаз волной" до конца и обнаружил там нас с Татьяной Александровной Строгановой и с картинкой из статьи (фотографировал на самом деле Евгений Свирин, почему-то там не подписали).

И в канале РНФ: https://t.iss.one/RSF_news/2799

В чате Neuromatch наткнулся на смешной и истеричный мем. Вот его перевод:

ПРЕКРАТИТЕ ЗАНИМАТЬСЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ НЕЙРОНАУКОЙ

ПОТЕНЦИАЛЫ ДЕЙСТВИЯ НЕ ДОЛЖНЫ БЫЛИ БЫТЬ РАЗБИТЫ ПО ИНТЕРВАЛАМ
ГОДЫ ОБУЧЕНИЯ ДЕКОДЕРОВ, но ТАК И НЕТ ОБЪЯСНЕНИЯ, ПОЧЕМУ Я ПЛАЧУ, СЛУШАЯ RADIOHEAD
Хотите предсказать, что животное сделает дальше? У нас есть инструмент для этого — он называется "ПОДОЖДЁМ И ПОСМОТРИМ"
КРЫСА НАЖИМАЕТ НА КНОПКУ. ВЫ ЗАПИСЫВАЕТЕ 600 ГБ ДАННЫХ → ВЫВОД: “Возможно, крысе нравится нажимать на кнопки”
"Если мы отобразим амигдалу на тор, то сможем дифференцировать чувство страха." — ЗАЯВЛЕНИЯ, ПОРОЖДЁННЫЕ АБСОЛЮТНО СУМАСШЕДШИМИ
“АЛЕ, Я ХОЧУ СКАЧАТЬ ЛЮБОВЬ В .NPZ-ФАЙЛ.”

Нас считают за полных дураков

Думаю, призвание ученого — упорно и с оптимизмом продолжать своё дело, даже осознавая, что этот мем — чистая правда.

#science