Интерфейсы «мозг-компьютер»: следующий рубеж в носимых технологиях

Революция носимых устройств для мозга

Каждый год на CES, главной мировой технологической выставке, несколько гаджетов обещают революцию в сфере психического здоровья. В последние годы этот поток превратился в постоянный, с ежегодным увеличением числа компаний, входящих в сферу мониторинга мозга.

Вопрос не в том, продолжится ли эта тенденция, а в том, свидетелями ли мы рассвета новой эры, где устройства ЭЭГ станут такими же повсеместными, как современные носимые устройства для мониторинга сердца. В течение десятилетия прикрепление датчика к черепу для отслеживания когнитивных функций может стать такой же рутиной, как проверка пульса.

Эти устройства обещают всё: от улучшения медитации до предотвращения выгорания, но чтобы отделить реальную научную пользу от маркетингового шума, нужно понять, что на самом деле измеряют эти технологии и чего они могут реалистично достичь.

Дешифровка волн мозга

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) — это, по сути, клинический инструмент для мониторинга электрической активности мозга. Принцип прост: наши мозги постоянно перемещают ионы через клеточные мембраны, и когда эти ионы достигают волосистой части головы, изменения их напряжения можно зафиксировать в реальном времени с помощью электродов, размещенных на черепе.

Эти колебания напряжения классифицируются по отдельным паттернам, известным как волны мозга, каждый из которых соответствует различным психическим состояниям:

• Гамма: Интенсивная концентрация и напряженное мышление
• Бета: Активное или тревожное психическое состояние
• Альфа: Расслабленное, спокойное состояние бодрствования
• Тета: Творческий поток или сны
• Дельта: Глубокий сон

По словам профессора Карла Фристона, ведущего нейроученого из Университетского колледжа Лондона, эти технологии могут выявить как структурные, так и функциональные проблемы мозга. Однако он отмечает важную оговорку: «мы еще очень далеки от понимания мозга, как мы понимаем сердце».

ЭЭГ предлагает одно значительное преимущество перед более сложными методами вроде МРТ: они обеспечивают обратную связь в реальном времени. Эта незамедлительность делает их особенно подходящими для потребительских приложений, где важен мгновенный отклик.

От циклов сна к играм

Потребительские ЭЭГ не являются чем-то совершенно новым. Zeo Mobile, выпущенный в 2011 году, был устройством, надеваемым на лоб, которое отслеживало качество сна и будило пользователей в оптимальные фазы цикла сна. Будучи эффективным, его громоздкий дизайн оказался непрактичным для ежедневного использования.

Современные приложения эволюционировали далеко за пределы отслеживания сна. Головные ленты Muse от InteraXon обеспечивают обратную связь при медитации в реальном времени, в то время как партнерство Neurable с Master & Dynamic породило наушники MW75S Neuro, которые отслеживают уровень концентрации и предупреждают пользователей, когда внимание ослабевает, помогая предотвратить выгорание.

На CES этого года Neurable объявила о партнерстве с игровым подразделением HP, HyperX, для создания специализированных игровых гарнитур. Технология берет начало из неожиданного источника: ВВС Сингапура, которым нужно было обеспечить сохранение спокойной концентрации у пилотов под давлением.

Результаты практических испытаний были поразительными. После тренировки с упражнениями на концентрацию в гарнитуре один пользователь увидел, как его точность выросла с 91,3% до 99,1%, а время реакции сократилось с 623 мс до 532 мс в симуляции стрельбища.

Специализированные приложения

Экосистема ЭЭГ простирается далеко за пределы тренировки концентрации. MyWaves использует уникальный подход к улучшению сна, создавая персональные аудиодорожки, повторяющие дельта-волны пользователя. После ношения лобной ЭЭГ в течение нескольких ночей клиенты получают 30-минутный аудиофайл, предназначенный для ускорения засыпания и увеличения фазы быстрого сна.

Brain-Life разрабатывает Focus+ — головную ленту ЭЭГ с приложением-компаньоном, которое обеспечивает обратную связь о когнитивной нагрузке, продолжительности внимания и качестве восстановления. Тем временем Braineulink сочетает ЭЭГ с дополненной реальностью для создания интерфейсов «мозг-компьютер», позволяющих пользователям управлять устройствами силой мысли.

Самое амбициозное видение исходит от NAOX, французского стартапа, сооснованного доктором Мишелем ле Ван Кюеном. Их цель: создать аналог Apple Watch для мозга, внедрив клинические датчики ЭЭГ в полностью беспроводные наушники. Технология, запланированная к выпуску в конце 2026 года, может обеспечить постоянный мониторинг здоровья мозга во время повседневной деятельности.

Профессор Фристон отмечает, что ушные ЭЭГ предлагают тонкое преимущество: «можно немного ближе подобраться к источникам активности» по сравнению с устройствами на волосистой части головы, что делает их особенно подходящими для потребительских приложений, таких как отслеживание медитации.

Взгляд экспертов

Несмотря на ажиотаж, медицинские специалисты призывают к осторожности. Профессор Фристон проводит важное различие между инструментами для благополучия и диагностическими приборами. Правильная диагностика эпилепсии, например, требует 24-часовой амбулаторной ЭЭГ, которую должны «тщательно изучить эксперты, способные провести дифференциальную диагностику».

Риск заключается в том, что потребители будут принимать неосведомленные медицинские решения на основе данных потребительского уровня. Фристон сравнивает эти устройства с домашними термометрами: полезными для отслеживания самочувствия, но неспособными диагностировать конкретные заболевания.

«В контексте благополучия и для дополнения или подтверждения таких практик, как осознанность и медитация, они могут быть забавными и полезными количественными устройствами».

Генеральный директор Neurable Рамзес Алькаиде подчеркивает, что их технология направлена на то, чтобы сделать невидимый когнитивный стресс видимым, помогая пользователям делать более здоровый выбор. Компания отличается от конкурентов анализом более детальных данных ЭЭГ.

Сооснователь Адам Молнар отмечает, что преимущества со временем накапливаются: чем больше пользователи практикуют поиск своего оптимального психического состояния, тем легче его поддерживать. Это говорит о том, что устройства ЭЭГ могут функционировать скорее как тренеры по психической форме, а не как медицинские устройства.

Взгляд в будущее

Рынок носимых устройств ЭЭГ находится в точке перелома. Технология, которая когда-то требовала клинических условий, сокращается до размеров наушников и головных лент, обещая демократизацию.