![](https://neurohive.io/wp-content/uploads/2018/10/brain-to-brain-interface-1.jpg)
Большинство исследований, связанных с коммуникационными интерфейсами мозга, сосредоточены на интерфейсах «мозг-компьютер». Меньше результатов получено в области соединения двух или нескольких мозгов. Недавно ученые представили новый метод, который позволяет трем людям сотрудничать для решения задачи, используя прямую связь «мозг-мозг».
Взаимодействие «мозг-мозг»
Несколько лет назад было проведено исследование под названием «20 вопросов». В эксперименте был представлен примитивный интерфейс «мозг-мозг» с простой схемой взаимодействия, включающей только двух субъектов-участников, которые отвечали на вопросы. Взаимодействие «мозг-мозг» анализировали с помощью ответов, которые выводились на экране.
В сентябре этого года исследователи из Университета Вашингтона и Университета Карнеги-Меллона представили первый многопользовательский неинвазивный прямой интерфейс «мозг-мозг» для совместного решения задач. В работе анализируются недостатки предыдущих интерфейсов, и предлагается новый, который позволит создать прямую связь между мозгами.
Новый подход
Метод основан на ЭЭГ для регистрации сигналов мозга и транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС), которая доставляет информацию в мозг неинвазивным способом. Архитектура предлагаемых интерфейсов «мозг-мозг» использует два типа модулей: интерфейс «мозг-компьютер», основанный на ЭЭГ, для передачи информации о совместной работе, и интерфейс «компьютер-мозг»на основе ТМС. Схема интерфейса приведена ниже.
![](https://neurohive.io/wp-content/uploads/2018/10/2arch-770x290-1-570x215.png)
BrainNet позволяет трем людям сотрудничать для решения задачи, используя прямую связь «мозг-мозг». В экспериментах новый интерфейс «мозг-мозг» используется для совместной деятельности: игры наподобие тетриса.
Поскольку предложенный в работе способ является первым неинвазивным межличностным интерфейсом «мозг-мозг», исследователи уделили особое внимание изучению возможности приоритетного ранжирования информации как важной части общения в социальных сетях.
Первоначальная реализация BrainNet позволяет общаться двум субъектам — отправителю и получателю. Интерфейс не требует каких-либо физических действий со стороны субъектов.
![](https://neurohive.io/wp-content/uploads/2018/10/3Tetris-1-429x422.png)
Эксперимент и результаты
Эксперимент состоит из двух раундов. В первом раунде три участника (получатель и два отправителя) пытаются решить совместную задачу. Получатель отвечает за принятие решения о том, следует ли развернуть блок в тетрисе до того, как он заполнит пустое пространство в нижней части экрана. У него нет никакой информации о нижней части экрана, поэтому он не может принять логическое решение в ходе игры. Два других участника — отправители — могут видеть весь экран, и их задача состоит в том, чтобы сделать правильный выбор (развернуть блок или нет), основываясь на размерах блока и пространства внизу, и сообщить получателю решение через интерфейс «мозг-мозг».
Во втором раунде отправителям предоставляется возможность узнать решение получателя (см. рисунок выше) и предложить новое (возможно, скорректированное) решение.
![](https://neurohive.io/wp-content/uploads/2018/10/5acc-1.png)
Для оценки эффективности исследователи использовали как простые, так и глубокие методы. Они измерили частоту выбора правильного решения о развороте блока и получили среднюю точность 0,8125 (что намного превышает величину 0,5 при случайном выборе). Также были вычислены двоичные метрики классификации, такие как площадь под кривой эксплуатационной характеристики получателя.
![](https://neurohive.io/wp-content/uploads/2018/10/7ROC-1-453x422.png)
Чтобы количественно оценить степень глубины взаимодействия и количество передаваемой информации между субъектами, исследователи используют взаимную информационную меру (ИМ). Отмечается значительная разница в количестве передаваемых данных по сравнению со случайным характером принятия решений. Кроме того, как и ожидалось из-за особенностей реализации эксперимента, между хорошим отправителем и получателем ИМ больше (что говорит о большем количестве передаваемой информации), чем между плохим отправителем и получателем.
![](https://neurohive.io/wp-content/uploads/2018/10/MI41-1.png)
![](https://neurohive.io/wp-content/uploads/2018/10/8MI2-570x345-1-570x345.png)
Заключение
Работа внесла значительный вклад в исследование взаимодействия «мозг-мозг» и представляет собой метод нового поколения, который улучшает эффективность данного взаимодействия. Предлагаемый метод масштабирует интерфейс для использования несколькими людьми, совместно работающими над решением задачи.
Это первый интерфейс «мозг-мозг», который объединяет сигналы ЭЭГ и ТМС у одного и того же человека, позволяя осуществить дифференциацию достоверности информации. Таким образом, проведенный эксперимент является важным шагом на пути к реализации цельной коммуникации «мозг-мозг» и совместному решению задач с помощью данного интерфейса.