Русская версия English version   
Том 13   Выпуск 1   Год 2018
Системы интерфейсов мозг–компьютер на основе спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона

Коршаков Алексей Вячеславович

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова, ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России, Москва, Российская Федерация
Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва, Российская Федерация Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва, Российская Федерация

 
Аннотация. В статье рассматриваются современные системы взаимодействия человека и компьютерного оборудования типа интерфейс мозг–компьютер. Особое внимание уделено интерфейсам, основанным на измерении интенсивности гемодинамической активности коры головного мозга человека, посредством спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона, а также системам, основанным на совместном использовании энцефалографии других модальностей. Приведены теоретические основы функционирования приборов, использующих ближний инфракрасный диапазон спектра для исследования биологических объектов, а также дано описание типичных экспериментов. Уделено некоторое внимание функциональной магнитно-резонансной томографии и другим методам получения данных. Рассматриваются различные практические реализации и технические решения устройств упомянутого типа в сфере медицины и медицинской реабилитации. Приводится анализ практических приложений рассматриваемых систем и системный обзор литературы, учтены источники в смежных областях знаний. Также приводится несколько примеров использования интерфейсов совместно с роботизированными системами, построенными для компенсации утерянных функций тела человека. Уделяется некоторое внимание явлению быстрых оптических сигналов и исследованиям в области оптогенетики. Результаты проведённого исследования говорят о том, что рассматриваемое направление достаточно молодо, в отдельных областях всё ещё идёт стадия случайного поиска новых фактов и технических решений, хотя и с крайне высокой интенсивностью. Тем не менее, данное направление можно считать перспективной областью знаний, затрагивающей широкий круг смежных дисциплин и имеющий широкий спектр применений.
 
Ключевые слова: BCI, спектрометрия ближнего инфракрасного диапазона, NIRS, энцефалография, гемодинамическая активность коры головного мозга, интерфейс мозг–компьютер, электроэнцефалография, пульсометрия, фМРТ c контрастом, зависящим от уровня оксигенации крови, fMRI BOLD, экзоскелеты, роботизированные системы реабилитации.
 
Содержание Оригинальная статья
Мат. биол. и биоинф.
2018;13(1):84-129
doi: 10.17537/2018.13.84
опубликована на рус. яз.

Аннотация (рус.)
Аннотация (англ.)
Полный текст (рус., pdf)
Список литературы

 

  Copyright ИМПБ РАН © 2005-2024