GrandDukeKit

Я расскажу как сделать свой нейроинтерфейс
Пикабушник
поставил 0 плюсов и 0 минусов
114 рейтинг 4 подписчика 0 подписок 4 поста 0 в горячем

Бионическая рука

На видео представлен проект распечатанный на 3D принтере, управление идет с помощью контроллера снимающего показатели мышц и запрограммированного на повторение тех же действий, только на пластиковой руке.

Технические аспекты нейроинтерфейсов

Сегодня я расскажу о некоторых важных моментах данной компетенции, чтобы было более детальное понимание процесса.

Нарастающий интерес к потребительской медицинской электронике в течение последних лет стимулирует развитие портативных и компактных медицинских приборов индивидуального применения. Повсеместный физиологический мониторинг будет ключевой движущей силой в предстоящей революции исследования здоровья.

Сердечные сигналы в виде ЭКГ являются важным показателем здоровья, которые непосредственно выгодно применять для долгосрочного мониторинга. Несмотря на достижения в медицинской технологии и электроники миниатюризации, использование персонального домашнего, портативного ЭКГ- мониторинга по-прежнему ограничено, из-за неудобства и дискомфорта влажных, контактных электродов.

Одним из главных преимуществ влажных электродов является то, что они очень хорошо прилипают к коже. Но это проблематично для пациента с точки зрения комфорта в долгосрочной перспективе использования, влажные электроды остаются фиксированы к специфичным, клиникостандартным местам на теле. Сухие электроды дольше остаются фиксироваными,чем влажные, но гораздо труднее защитить от помех исходящих от пациента. Таким образом, для этих технологий, чтобы быть клинически полезными, должны быть разработаны механические решения, чтобы разместить электроды в правильном положении (например, 12-канальной ЭКГ). Обычный мокрый контактный электрод соответствует этому определению, поскольку металл проводника электрода погружен в ванну электролита геля или раствора.

Технические аспекты нейроинтерфейсов Нейроинтерфейс, Arduino, Наука, Топ, НаукаPRO, Электроды, ЭЭГ, Длиннопост

Сухой электрод

Технические аспекты нейроинтерфейсов Нейроинтерфейс, Arduino, Наука, Топ, НаукаPRO, Электроды, ЭЭГ, Длиннопост

Влажные электроды

Токопроводящий гель считается тем незаменимым компонентом, который обеспечивает должную эффективность проводимым процедурам, нацеленным на лечение или поддержание здоровья.

Технические аспекты нейроинтерфейсов Нейроинтерфейс, Arduino, Наука, Топ, НаукаPRO, Электроды, ЭЭГ, Длиннопост

Токопроводящий гель

Виды геля:

Универсальные. Общая категория указана на флаконе, поэтому гель подходит для разнообразной микротоковой терапии.

Специализированные электропроводные гели бывают тонизирующими, ароматическими, жиросжигающими или антицеллюлитными.

Думаю пока хватит информации в данной статье, надеюсь вам понравилась данная статья. Ожидайте следующих частей.

Приятного времени суток и чтения!

Показать полностью 3

Управление с помощью нейронов (часть 2)

Всем доброго времени суток. В прошлой статье я рассказывал про азы и от чего все идет. В данной статья я планирую рассказать для чего данная задумка.

Представьте. Вы поздно вечером приходите домой и вам лень выключать свет рукой. А вы можете просто лечь, закрыть глаза и свет сам выключится. В дальнейшем конечно можно будет с помощью мысли много чего делать. Но как именно, я постараюсь кратко объяснить.

Итак в прошлый раз мы говорили про Альфа и Бетта ритмы, зачем ? Когда вы закрываете глаза, ваши нейроны пребывают в умственном состоянии покоя, аля- сна так сказать. А в этот момент нейроны выражают яркий Альфа-ритм. Более понятными словами, при закрытии глаз, показатели с датчиков, которые в дальнейшем мы будем инициализировать, показывают нам сплеск. Яркую активность. В последствии чего мы возьмем эту самую активность и будем применять уже как управление объектом.

Постарался наиболее просто объяснить данный процесс. Теперь как же конкретно это увидеть ? Есть специальный шлем, такая полосочка, с двумя электродами, сухими, это такие электроды, которые без геля внутри. Электроды захватывают прилегающую часть, а именно затылочную область. Далее шлем подключается к плате , которая усиливает данный сигнал. Почему она нужна думаю в третьей части расскажу. И как ее сделать, со схемой так же все представлю. А уже сама плата подключается к микроконтроллеру, в моих проектах я использовал простой arduino uno. Самый такой начальный микроконтроллер.

После такой маленькой сборки, нужно будет оцифровать значения, которые приходят как раз с этой платы. Код в следующих частях представлю. Все в одну валить думаю не очень. После уже в самой ide, среде программирования, открываем монитор порта и наблюдаем за цифрами. Можно подождать некоторое время. Посидеть с открытыми и закрытыми глазами. А после скопировать все значения и перенести в excele, там выбрать функцию график. И на нем можем уже наблюдать нашу активность головного мозга.

Показать полностью

Управление с помощью силой мысли (часть 1)

Всем приятного настроение и приятного чтения!

Это моя первая статья и я очень надеюсь что она вам понравится. Я чемпион соревнований по WorldSkills в компетенции Проектирование нейроинтерфейсов. И я бы хотел поделиться с вами своими знаниями. В данной, начальной статье, я расскажу что, как, откуда и зачем. А уже в следующий статьях будет повествоваться более углубленные познания. При чем после прочтения моих статей я думаю вы сами сможете сделать себе свой личный нейроинтерфейс.

Что же такое нейроинтерфейс ? 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. Нейроинтерфейс делает возможным то, что еще недавно считалось фантастикой – обмен информацией между мозгом и внешним устройством, то есть управление объектами силой мысли.

Как следует из названия этой технологии, основывается она на понятии нейрона. Нейрон это структурно-функциональная единица нервной системы. Эта клетка имеет сложное строение, высоко специализирована и по структуре содержит ядро, тело клетки и отростки. В организме человека насчитывается более 100 миллиардов нейронов. Само строение и вид нейрона можете увидеть на следующем фото.

Управление с помощью силой мысли (часть 1) Мозг, Человек, Саморазвитие, Психолог, Нейроинтерфейс, Нейронные сети, IT, Worldskills

Нейрон

Нейроны в свою очередь создают ритмы сигналов, зависят эти ритмы от эмоционального состояния человека. Из этих ритмов выделяют основные четыре ритма.

АЛЬФА-ритмы 7-13 Гц.

Альфа-ритмы мозга обычно возникают, когда мы находимся в состоянии покоя, расслабления, иногда они сопровождаются состоянием "полета" - приятного потока, в котором находится наше сознание.

Альфа-ритмы возникают в мозге при занятии творческой деятельностью. Перед отходом ко сну, в момент когда мы закрываем глаза, альфа-волны распространяются по коре головного мозга, что приводит к погружению в сон.

БЕТА-ритмы 13-30Гц.

В течение дня мозг находится в бета-состоянии. Бета-активность мозга - это нормальное состояние, в котором человек находится каждый день. Тем не менее бета-активность критически важна для процесса мышления, недостаточная бета активность может привести к эмоциональным расстройствам, депрессии, стать причиной синдрома рассеянного внимания.

Тета-ритмы (4-7Гц) являлись предметом многочисленных исследований, таких как исследование памяти, эмоциональной сферы, сна, гипноза - все эти виды деятельности так или иначе вызывали повышенную тета-активность мозга. Исследования показали: тета-состояние мозга в естественных условиях возникает во время перехода от сна к бодрствованию.

Дельта-ритмы самые медленные ритмы головного мозга. Они доминируют в момент погружения человека в состояние глубокого сна. Ученые, однако, выяснили, что стимуляция дельта-активности мозга в момент бодрствования оказывает благоприятное воздействие на сознание, снижает стресс и, например, помогает избавляться от некоторых видов хронической боли.

Все эти ритмы можем наблюдать на электроэнцефалограмме головного мозга человека. Все перечисленные ритмы представлены на рисунке 2, на нем можно наблюдать вид ритмов на графе электроэнццфолографа.

Управление с помощью силой мысли (часть 1) Мозг, Человек, Саморазвитие, Психолог, Нейроинтерфейс, Нейронные сети, IT, Worldskills

Основные ритмы ЭЭГ

Но как же использовать данные знания в простых проектах, тем более расположить процесс для малознающего человека ? Ведь я сказал что любой может сделать свой маленький нейроинтерфейс. А очень просто, я в этой статье познакомил вас с азами, от чего мы будет отталкиваться. Но забегая вперед скажу, электроэнцефалограф нам не понадобится. Позже сами все узнаете. В своем проекте, нейроинтерфейсе, я использую два ЭЭГ ритма, Альфа и Бетта. А как именно буду, рассказывать в следующей статье. Так как делать одну, огромную статью не целесообразно. Чтож надеюсь вам понравилась моя статья, ожидайте следующих статей.

Показать полностью 2
Отличная работа, все прочитано!