Виды ИМК

По методу регистрации или по степени инвазивности

Сигналы биоэлектрической активности головного мозга могут быть зарегистрированы на поверхности кожи головы в виде электроэнцефалографии (ЭЭГ), с коры головного мозга в виде электрокортикографии (ЭКоГ), либо при помощи имплантированных электродов в структуры мозга. В следствии, методы можно разделить как неинвазивные, способные измерить сигналы только с поверхности скальпа, малоинвазивные, которые требуют внедрения электродов внутрь черепа на поверхность коры и инвазивные, фиксирующие сигнал непосредственно из мозга.12

Нейронную активность головного мозга можно проанализировать и классифицировать в зависимости от используемых методов записи.

Аналогично этому нейрокомпьютерные интерфейсы делятся на три основные группы:

  1. Инвазивный;
  2. Малоинвазивный;
  3. Неинвазивный.

В инвазивных методах используются специальные устройства для сбора данных, а именно сигналов мозга. Устройства имплантируются непосредственно в мозг человека. При использовании инвазивных методов, когда электрод соединяется непосредственно с нейроном, измеряется его постсинаптическая электрическая активность и/или потенциал, подаваемый на соответствующий аксон.3

В малоинвазивном режиме устройство располагается под черепом на поверхности коры головного мозга. 

В целом, неинвазивные ИМК считаются наиболее безопасными и недорогими. Однако эти приборы способны регистрировать лишь часть спектра мозговой активности из-за того, что кости черепа и кожа ограничивают прохождение сигналов из более глубоких слоев головного мозга. Обнаружение нейронной активности достигается путем размещения электродов на скальпе.

Выделяют несколько путей развития неинвазивного ИМК, например, на основе ЭЭГ, магнитоэнцефалографии (МЭГ) или магнитно-резонансная томографии (МРТ). Интерфейс мозг-компьютер на основе ЭЭГ является наиболее предпочтительным типом для обучения. Сигналы ЭЭГ обрабатываются и декодируются в управляющие сигналы, которые без труда воспринимаются компьютером или роботизированным устройством. Обработка и декодирование – один из самых сложных этапов создания высококачественного ИМК.

Footnotes

  1. Claudine Botte-Lecocq, François Cabestaing. Les interfaces cerveau-machine pour la palliation du handicap moteur sévère. Handicap’2008, Jun 2008, Paris, France. pp.180-189. ⟨hal-00804940⟩.
  2. Millán Jdel R, Carmena JM. Invasive or noninvasive: understanding brain-machine interface technology. IEEE Eng Med Biol Mag. 2010 Jan-Feb;29(1):16-22. doi: 10.1109/memb.2009.935475. PMID: 20209672.
  3. Claudine Botte-Lecocq, François Cabestaing. Les interfaces cerveau-machine pour la palliation du handicap moteur sévère. Handicap’2008, Jun 2008, Paris, France. pp.180-189. ⟨hal-00804940⟩.