Главная страница > Новости > Использование нейроинтерфейса «мозг-мозг» повысило эффективность совместной работы людей

Использование нейроинтерфейса «мозг-мозг» повысило эффективность совместной работы людей

19 декабря 2018

В последнее время большой интерес представляют нейроинтерфейсы, которые могут улучшить те или иные способности человека или помочь человеку с ограниченными возможностями управлять внешними устройствами, подавая ментальные команды. Следующим этапом развития подобных нейроинтерфейсов могут  стать системы, обеспечивающие передачу информации между людьми напрямую – от мозга одно человека к мозгу другого. Возникает важный вопрос: возможно ли при помощи таких систем улучшить когнитивные возможности группы здоровых людей?

Российские ученые совместно с коллегами из Испании и Германии провели эксперимент, в котором два человека совместно решали задачу в условиях высокой когнитивной нагрузки. Связь между людьми осуществлялась путем распределения нагрузки между испытуемыми, исходя из степени их когнитивного утомления, измеряемого неинвазивно при помощи ЭЭГ. Статья «Increasing Human Performance by Sharing Cognitive Load Using Brain-to-Brain Interface» опубликована в ведущем нейронаучном журнале Frontiers in Neuroscience.

Задача заключалась в классификации неоднозначных изображений, появляющихся на экране. Предъявляемые изображения имели разную степень неоднозначности. Классификация сильно неоднозначных изображений требовала больших когнитивных усилий по сравнению со слабо неоднозначными. Когнитивная нагрузка обуславливалась большой длительностью эксперимента (40 минут) и маленькими паузами между предъявлениями изображений (5-7 секунд). Таким образом, испытуемому было необходимо поддерживать высокий уровень концентрации внимания в течение всего эксперимента.

На первом этапе испытуемые решали задачу независимо друг от друга. Каждому из них предъявлялся весь набор изображений – сильно и слабо неоднозначных. Анализ сигналов ЭЭГ показал, что нейронная сеть головного мозга не может непрерывно обрабатывать сенсорную информацию и, при этом, поддерживать высокий уровень концентрации внимания. Наблюдаются периоды когнитивного утомления, характеризующиеся снижением внимания, и периоды восстановления, после которых концентрация внимания снова возрастает.

На втором этапе между испытуемыми была установлена связь - набор изображений распределялся между ними в соответствии с их когнитивным состоянием, который оценивался в реальном времени с использованием разработанного нейроинтерфейса. Испытуемый, находящийся в состоянии когнитивного утомления, получал изображения со слабой неоднозначностью. Классификация таких изображений требовала меньших усилий, что позволяло ему быстрее восстановиться. В это время, его партнер, демонстрирующий более высокий уровень концентрации внимания, получал изображения с высокой неоднозначностью, то есть брал на себя основную долю когнитивной нагрузки При таком распределении нагрузки было показано, что испытуемые могли дольше находиться в состоянии высокой концентрации. Кроме того, задача с более высокой сложностью всегда доставалась испытуемому с более высокой концентрации, что позволяло повысить эффективность ее решения.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что подобные нейроинтерфейсы «мозг-мозг» способны оптимально использовать общий когнитивный ресурс группы людей для решения совместной задачи путем распределения общей задачи между людьми на основе объективной информации о состоянии их головного мозга. При этом, в отличие от человеко-машинного взаимодействия, взаимодействие между людьми посредством нейроинтерфейса требует постоянного мониторинга текущего состояния партнеров. Если машина всегда готова к решению сложной задачи, то для человека, в силу ограниченности его когнитивного ресурса, сложность задачи необходимо регулировать.