Разработчик нейроинтерфейсов

Нейроинтерфейс — устройство, распознающее электрические сигналы мозга и передающее их специализированным компьютерным программам. Развитие этой технологии открывает перед человечеством невероятные возможности: от управления человекоподобными роботами до общения с помощью силы мысли (проект Silent talk оборонного агентства DARPA). Профессия подходит тем, кого интересует биология и информатика (см. выбор профессии по интересу к школьным предметам).

Быть может, уже не за горами те времена, когда информация будет поступать напрямую в наш мозг, минуя посредников в виде языка или графических образов.

В этой статье мы расскажем вам о человеке, профессия которого — воплощать эти идеи в реальность, — разработчике нейроинтерфейсов.

Что такое нейроинтерфейс?

В широком смысле это система связи, предназначенная для обмена информацией между мозгом и внешними устройствами (компьютеры, нейропротезы, бытовые устройства и техника и др.).

В настоящее время применяются однонаправленные интерфейсы: они способы либо считывать бионейросигналы, поступающие от мозга, либо, наоборот транслировать их (используется в основном в нейропротезировании).

Следующий этап — это создание двунаправленных нейроинтерфейсов, которые позволят взаимодействовать с мозгом в обоих направлениях.

Разработка этих устройств производится на стыке многих научных сфер: биомедицинской инженерии, нейрохирургии, биологии, электротехники и информатики.

Выделяют несколько типов нейроинтерфейсов:

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

Другая задача, которую еще предстоит решить проектировщикам, — разработка недорогих нейроинтерфейсов, доступных для широкого круга пользователей.

Сферы использования

Уже сейчас технология непосредственного обмена информацией с мозгом используется в различных областях.

Наиболее востребованная из них — это медицина. Нейрокомпьютерные интерфейсы активно применяются в неврологической диагностике. Кроме того, созданы устройства, основанные на принципе биологической обратной связи, способствующие восстановлению ряда мозговых функций.

Также существует ряд исследований, сосредоточенных на считывании сигналов зрительной коры больших полушарий и воспроизведении того, что видит человек. Так, ученым уже удалось зафиксировать образы из снов, однако эти изображения пока очень примитивны. Интерфейсы «мозг — компьютер» также 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 (проведение электрических импульсов). Нейропротезы также 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.

Известен также ряд простых игр, разработанных специально для нейроинтерфейсов: Mindflex, MindtyAnt, Throw Trucks With Your Mind, Sport Archery Light и др., управление в которых осуществляется с помощью способностей игрока к произвольной концентрации и сосредоточению, или, напротив, релаксации, что вызывает изменения уровня электрической активности мозга.

Кто такой разработчик нейроинтерфейсов?

Разработка нейроинтерфейсов — это междисциплинарная область, которая объединяет профессионалов в сфере IT, нейронной электроники, искусственного интеллекта, нейрофизиологии и нейропсихологии, биоинженерии. Все они могут являться специалистами в области проектирования нейроинтерфейсов.

Помимо создания аппаратной части устройства, можно также специализироваться на разработке специализированного программного обеспечения или мобильных приложений.

Обучение на Разработчика нейроинтерфейсов

В настоящий момент в нашей стране нет возможности получить образование по специальности «разработчик нейроинтерфейсов». Кроме того, выбор программы обучения во многом зависит от специализации. 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.

Вот некоторые возможные варианты:

• 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.

Возможные места работы:

• биотехнологические компании;
• ИТ-компании;
• компании, специализирующиеся на робототехнике;
• компании, разрабатывающие нейроинтерфейсы;
• разработчики в сфере индустрии развлечений;
• протезно-ортопедические компании;
• научно-исследовательские лаборатории.