Разработчик нейроинтерфейсов

Разработчик (проектировщик) нейроинтерфейсов создает совместимую с нервной системой человека и управляемую электрическими сигналами мозга («силой мысли») часть программного обеспечения компьютера, предназначенную для взаимодействия с пользователем (интерфейс). Кстати, в 2021 году центр профориентации ПрофГид разработал точный тест на профориентацию. Он сам расскажет вам, какие профессии вам подходят, даст заключение о вашем типе личности и интеллекте.

Вы даже не подозреваете, какая мощь скрывается внутри вас. Всё, что вам нужно сделать — это узнать, в чём ваша сила и как её применить. Тест «Талантум» основан на практиках, применяемых успешными людьми.

Что такое нейроинтерфейс

Нейроинтерфейс — это система, распознающая электрические сигналы мозга и передающая их специализированным компьютерным программам, которые отдают команды внешним устройствам. Нейроинтерфейсом называют и технологию и устройство. Еще одно наименование — интерфейс «мозг — компьютер». В широком смысле это система связи, предназначенная для обмена информацией между мозгом и внешними устройствами (компьютеры, нейропротезы, бытовые устройства и техника и др.). Развитие этой технологии открывает перед человечеством невероятные возможности: от управления человекоподобными роботами до общения с помощью силы мысли (проект Silent talk оборонного агентства DARPA). 

Разработка нейроинтерфейсов ведется на стыке многих научных сфер:

• биомедицинской инженерии;
• нейрохирургии;
• биологии;
• электротехники;
• информатики.

В настоящее время применяются однонаправленные интерфейсы: они способны либо считывать бионейросигналы, поступающие от мозга, либо, наоборот, транслировать их (используются в основном в нейропротезировании). Следующий этап — это создание двунаправленных нейроинтерфейсов, которые позволят взаимодействовать с мозгом в обоих направлениях.

В нейроинтефейсах нет никакой мистики: датчики регистрируют электрическую активность мозга, мысленные команды компьютер расшифровывает по записи (электроэнцефалограмме — ЭЭГ) и преобразует активность мозга в команды для внешних устройств.

По типу датчиков, считывающих сигналы мозга, нейроинтерфейсы делятся на три типа:

• инвазивные (предполагают имплантирование электродов непосредственно в мозг);
• частично инвазивные (электроды размещаются на поверхности мозга);
• неинвазивные (электрические сигналы регистрируются с помощью специальной аппаратуры, расположенной вовне — на коже головы).

Одна из задач, которые предстоит решить проектировщикам, — разработка недорогих нейроинтерфейсов, доступных широкому кругу пользователей.

Сферы использования

Сегодня технология «мозг — компьютер» применяется в основном в двух областях:

• медицина;
• индустрия развлечений.

Наиболее востребованы нейроинтерфейсы в медицине. Нейрокомпьютерные интерфейсы активно применяются в неврологической диагностике. Кроме того, созданы устройства, основанные на принципе биологической обратной связи, способствующие восстановлению ряда мозговых функций.

Проводятся исследования, сосредоточенные на считывании сигналов зрительной коры больших полушарий и воспроизведении того, что видит человек. Ученым уже удалось зафиксировать образы из снов, но эти изображения пока очень примитивны. Интерфейсы «мозг — компьютер» очень востребованы в нейропротезировании. В ситуации, когда поврежденные нервы не подлежат восстановлению (как в случае паралича), они могут быть заменены электродами, которые возьмут на себя их функцию проведения электрических импульсов. Нейропротезы применяются при потере слуха и зрения и для лечения ряда других заболеваний. Ведутся разработки в области управления экзоскелетами и роботизированными протезами конечностей.

Вторая область применения нейроинтерфейсов, стремительно набирающая популярность, — это видеоигры и виртуальная реальность.

Активно ведется разработка нейрошлемов, которые позволят напрямую управлять персонажами в онлайн-играх. Передовые модели позволяют отдавать своему герою ряд несложных команд, таких как перемещение в пространстве, прыжки, простые атаки и др. Предполагается, что эти устройства также будут реагировать на эмоции игрока, транслируя его аватару соответствующее выражение лица.

Есть ряд простых игр, разработанных специально для нейроинтерфейсов: Mindflex, MindtyAnt, Throw Trucks With Your Mind, Sport Archery Light и др. В них для управления используются способности игрока к произвольной концентрации и сосредоточению или, напротив, релаксации, что вызывает изменения уровня электрической активности мозга.

Интерес к нейроинтерфейсам проявляют не только медицина и индустрия компьютерных игр. К технологии «мозг — компьютер» присматриваются промышленность, робототехника, производители систем «умный дом».

Кто такой разработчик нейроинтерфейсов

Разработка нейроинтерфейсов — это междисциплинарная область, которая объединяет IT, нейронную электронику, искусственный интеллект, нейрофизиологию и нейропсихологию, биоинженерию. Профессионалы любой из этих сфер могут быть специалистами в области проектирования нейроинтерфейсов.

Помимо создания аппаратной части устройства, можно заниматься разработкой специализированного программного обеспечения или мобильных приложений.

Обучение на разработчика нейроинтерфейсов

В настоящий момент в нашей стране нет возможности получить образование по специальности «разработчик нейроинтерфейсов». Выбор программы обучения во многом зависит от будущего профиля работы. Один из наиболее логичных путей — это получение биоинженерного образования. Альтернативные варианты — электротехническое образование с дополнительными знаниями в области биологии и нейрофизиологии или высшее нейробиологическое образование в сочетании со знаниями и навыками в области программирования.

Некоторые возможные варианты программ:

• Биотехнические и медицинские аппараты и системы (МЭИ, МАИ);
• Биомедицинская инженерия (МИЭТ);
• Нейротехнологии и программирование (ИТМО);
• Эргономический анализ интерфейсов и перспективных технических систем (Московский политех);
• магистерская программа «Когнитивные науки: от нейрона к познанию» (ВШЭ).

Профильные дисциплины:

• программирование;
• управление сложными автоматизированными системами;
• нейробиология и нейрофизиология;
• разработка искусственного интеллекта;
• физика;
• математика;
• механика.

Профессионально важные качества

• Умение работать в команде.
• Научно-исследовательский интерес.
• Системное мышление.
• Готовность к работе в междисциплинарной области.

Плюсы и минусы профессии

Плюсы:

1. Перспективная профессия с большим потенциалом роста востребованности.
2. Интересная творческая и социально значимая работа.
3. Высокие зарплаты.
4. Возможность совершить научные открытия.

Минусы:

1. Придется совершать много проб и ошибок — знаний и практических наработок в сфере нейроинтерфейсов пока мало.

Возможные места работы

• Биотехнологические компании.
• ИТ-корпорации.
• Компании, специализирующиеся на робототехнике.
• Компании, разрабатывающие нейроинтерфейсы.
• Разработчики в сфере индустрии развлечений.
• Протезно-ортопедические компании.
• Научно-исследовательские лаборатории.

Примеры компаний с вакансиями разработчика нейроинтерфейсов

• 
•