Американские исследователи Хью Ластед и Бенджамин Кнепп опубликовали в последнем номере журнала Scientific American результаты своих работ в области новых компьютерных технологий. Созданная ими система Biomuse ("Биологическая муза") позволяет людям с серьезными физическими недостатками опорно-двигательного аппарата работать на компьютере. Развитие этой технологии может сыграть важную роль в социальной реабилитации инвалидов.
Об электрической природе нервной системы человека наука знает уже давно. Еще в 1849 году физиолог Эмиль Генрих Дюбуа-Реймон из Германии обнаружил электрический сигнал, возникающий при сокращении мускулов руки. Это великое открытие было сделано с помощью примитивного прибора — гальванометра. С помощью современной технологии любые мускульные импульсы регистрируются без особых проблем. В семидесятые годы этот принцип был положен в основу разработки механических протезов, воспринимающих мускульные сокращения (возникающие при этом токи называются электромиографическими сигналами — ЭМС).
На основе всех этих данных и создавалась система, позволяющая работать на компьютере людям, которые из-за физических дефектов (например, после перенесенного церебрального паралича) не в состоянии управлять движениями своих рук. Правда, это оказалось не так просто. Если присоединить электрод к коже человека, а идущий от электрода провод соединить с обычным компьютером, то из этого ничего не получится. Нужно специальное электрическое оборудование и особые компьютерные программы. Именно эта система была создана Ластедом и Кнеппом. Их создание — Biomuse — позволяет компьютеру понимать электрические сигналы человеческого тела и слушаться их.
Исследователи также разработали еще один подход к этой проблеме. Электрические сигналы возникают также в роговице и сетчатке глаза. Фактически глаз действует как слабая электрическая батарейка. Электрические импульсы изменяются при перемене ориентации глаза (эти импульсы называются электроокулографическими сигналами — ЭОС). Ранее измерение ЭОС уже использовалось в исследованиях, посвященных природе сна. С 1990 года несколько научных групп сумели использовать ЭОС для передвижения курсора на экране компьютера. Дальнейшая обработка этого сигнала происходит по тому же принципу, как и в случае с сокращениями мускулов. Человек может общаться с компьютером, глядя в нужное место на дисплее.
На следующем, самом многообещающем направлении развития серьезных реальных успехов пока, к сожалению, нет. Ученые давно мечтают о том, чтобы соединить компьютер непосредственно с мозгом, минуя посредников (таких, как движения глаза или мускульные сокращения). С 1929 года, когда германский психиатр Ханс Бергер открыл принцип электроэнцефалографии (хорошо всем известная ЭЭГ), наука пытается найти точную связь между определенными сигналами мозга и действиями человека. Эти исследования воплотились в отдельное направление медицины. Отдельных успехов удалось достичь Джонатану Уолпау и Деннису Макферленду из медицинского центра Уодсуорт в штате Нью-Йорк. В проведенных ими опытах испытуемые учились управлять компьютерным курсором с помощью генерации мю-волн мозга, для чего напряженно думали о желании сделать какое-либо движение. Ластед и Кнепп также проводили похожие опыты, в которых испытуемый старался с помощью волн мозга включать и выключать специальное электронное устройство. Одна из главных трудностей, вставших на пути всех исследователей: человеку сложно управлять волнами своего мозга. А технологии, способной заметно облегчить эту задачу, пока нет. Но когда эту технологию создадут, она станет революционным событием в медицине, компьютерной технике и вообще в жизни общества.
ИВАН Ъ-ПАВЛОВ