Проходя по коридорам Парка науки и искусства «Сириус», нельзя не заметить причудливый манекен в лаборатории схемотехники. Зовут незнакомца Акакий и его голова покрыта кубиками пластилина. Если подойти ближе, то можно рассмотреть странные надписи на них. «Это будущие электродные модули», - подсказывают участники проекта «Безгелевая быстросъемная электродная система для мозг-компьютерных интерфейсов».
Основная задача этого проекта – создать нейроинтерфейс, который позволил бы регистрировать электроэнцефалограмму человека без применения контактных гелей. Для этого ребята вместе с наставниками из Курчатовского института собираются изучить, как электроды, изготовленные из различных материалов, принимают биосигналы из мозга.
В результате у юных исследователей должен получиться новый прибор – шапочка с прикрепленными к ней особым образом электродами, а если по-научному, то безгелевая быстросъемная электродная система для неинвазивной регистрации ЭЭГ.
Вячеслав Летун, участник проекта, комментирует необычный процесс: «Сейчас мы располагаем импровизированные электрические модули на голове манекена согласно стандартной схеме расположения электродов. Это позволит задействовать, охватить как можно больше частей коры головного мозга. В определенных местах электрические импульсы сильнее всего, там и должны их ждать модули. Всего их будет 64 штуки. Внутри модулей находятся контакты. Мы сами придумали эти системы, главное их преимущество в том, что с ними не нужно использовать гель. Он не всем приятен, потому что после процедуры нужно мыть голову и не факт, что весь гель уйдет. А у нас сразу девять контактов объединены в один. Так мы увеличиваем площадь соприкосновения электрода и освобождаемся от геля. В теории показания нашего электрода должны быть сравнимы с показаниями системы с гелем. Материал для контактов мы сейчас подбираем – это основная часть работы».
.JPG)
Сегодня безгелевые электродные системы работают хуже гелевых. Электроды необходимо смазывать специальным проводящим веществом, чтобы повысить плотность их контакта с кожей испытуемого. Безгелевые системы сложнее по конструкции, более чувствительны к электромагнитному фону и для них требуется более продвинутая регистрирующая аппаратура. Создание безгелевого нейроинтерфейса позволит расширить возможности практического применения неинвазивных интерфейсов мозг-компьютер на основе ЭЭГ, а также упростить эксперименты в нейрофизиологии.
Проектом руководят Денис Малахов и Людмила Скитева, инженеры-исследователи Отдела нейрокогнитивных технологий отдела Курчатовского комплекса НБИКС-технологий НИЦ «Курчатовский институт».
«Безгелевых систем очень мало, и они дорогие, – отмечает Денис Малахов. – Мы же хотим подготовить почву для их создания и, если получится, создать прототип такой системы. Поэтому сперва необходимо составить сравнительную таблицу токопроводящих материалов, из которых можно изготовлять безгелевые электроды. Этим занимается отдельная группа. Ребята готовят специальный стенд для тестирования различных материалов. Чаще всего электроды делают из хлорида серебра, углеродного композита, нержавеющей стали, токопроводящих полимеров. Иногда применяют позолоченные электроды. Мы хотим определить, какие из этих материалов лучше подойдут для наших целей. Учитывается и качество приема электрических сигналов, и удобство изготовления электродов».
.JPG)
Уникальность проекта, по словам ученого, в создании обширной таблицы с данными об испытаниях электродов из разнообразных материалов. Она позволит подобрать нужный материал, найти компромисс между качеством приема сигнала и удобством использования. «Можно будет сделать осмысленный выбор – какая система лучше подойдет для определенной исследовательской задачи», – добавляет Денис Малахов.
В команде проекта восемь человек. Среди них математики, у которых все по расчету, инженеры-исследователи - они экспериментаторы, – конструкторы, которые проектируют прибор, дизайнеры, которые занимаются эргономикой устройства, схемотехники, которые следят за установкой и расположением электродов на нейроинтерфейсе.
После того, как прибор будет создан, настанет время его испытать. Первого подопытного школьники уже получили (им станет одна из журналисток Центра) и даже измерили толщину ее шевелюры. Будем надеяться, что устройство будет работать корректно.
Материал подготовила Тамара Беседина (Университет ИТМО)
