Как мозг человека управляет конечностями? Эта проблема волнует учёных давно и вовсе не является чисто теоретической. Ответ на этот вопрос позволит создать нейрокомпьютерный интерфейс, который позволит парализованным людям двигаться. Похоже, что учёные из группы Мигеля Николелиса (Медицинская школа Университета Дьюка (США)) вплотную приблизились к решению этой проблемы.

Человек абсолютно не задумывается над своими движениями. Природа избавила нас от необходимости осознанно решать эту проблему. Мозг справляется с ней самостоятельно. Как именно это происходит, какие участки головного мозга задействованы в этом процессе? Ответ на этот вопрос позволит вернуть радость движения миллионам людей, жизнь которых целиком и полностью зависит от инвалидной коляски.

Создать роботизированный протез, экзоскелет или что-то подобное сегодня можно без особых проблем. Проблема заключается в том, как парализованный человек сможет управлять этой штукой. Решение наметилось в начале 2000 –х. Возникла идея создания нейрокомпьютерного интерфейса, который сможет передавать управляющий импульс непосредственно из мозга на какое-либо устройство. Осталась самая малость – выяснить, какой именно участок мозга отвечает за движение конечностей.

Были проведены тысячи экспериментов на животных. И, наконец, учёным удалось приблизиться к решению этой проблемы. Учёным из группы Мигеля Николелиса удалось определить соответствующую группу нейронов в мозге обезьяны, получить и декодировать соответствующие импульсы. Была создана виртуальная модель руки, которой обезьяна могла двигать. Параллельно выяснилось, что «одноручный» интерфейс работает малоэффективно. Более совершенная, «двуручная» модель позволила добиться куда лучших результатов.

Специалисты разработали виртуальную обезьяну, движением рук которой «силой мысли» смогла управлять вполне реальная макака резус. Если обезьяне удавалось поместить виртуальные «руки» на заданные объекты и удерживать порядка 100 мс, он в качестве вознаграждения получала стакан фруктового сока. Добиться этого удалось путём длительной дрессировки обезьяны. Первоначально она управляла 2 джойстиками. Важно было добиться от макаки прямой ассоциации между реальными конечнастями и виртуальными руками.

На сегодняшний день учёным удалось добиться успеха. Созданный нейрокомпьютерный интерфейс пока, по сути, просто программа. Однако, можно думать, что большая часть пути по созданию управляемых мозгом роботизированных протезов, колясок или экзоскелетов уже пройдена. Понять, как и за счёт чего мозг управляет движением, было сложнее, чем заставить двигаться роботизированные руки. Это, как говорится, уже дело техники.

Эти исследования являются частью международного проекта по созданию экзоскелета управляемого мысленно. Уже создан комплекс оборудования и программного обеспечения для тренировки человека, который сможет управлять таким экзотическим «костюмом». Продемонстрировать действующую модель экзоскелета, которой будет управлять реальный парализованный человек, команда Мигеля Николелиса надеется на церемонии открытия Чемпионата мира по футболу в Бразилии в 2014 году.