В научно-исследовательском комплексе психофизиологии факультета психологии МГУ находится, пожалуй, один из самых точных и скоростных энцефалографов в мире. Специально для научных исследований может использоваться одновременно до 258 каналов в пассивном режиме, позволяющих синхронно регистрировать и анализировать электроэнцефалограмму (ЭЭГ) в режиме реального времени.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/6c6/086/691/6c6086691574475e9a90cabab7b01e75.jpg)
(подключаем Катю к матрице ЭЭГ 32 канала с активными электродами)
Как «пакмэны жрут несуществующий квадрат», какая часть мозга генерирует иллюзии, какого цвета цифры, как психофизиологи обрабатывают многомерные сигналы и может ли это привести к реверс-инжинирингу мозга.
Под катом поверхностное описание аппарата, немного про обработку сигнала и про те исследования, которые проводят молодые ученые психо- нейрофизиологи и какие вызовы есть для программистов, которые хотят изучать мозг и/или работать в проекте по изучению мозга.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/90b/1f1/8a7/90b1f18a776741b0a064639938e5c09e.jpg)
Удобно расположитесь в кресле, откиньтесь на спинку и сделайте глубокий вдох
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/80b/d80/093/80bd8009310647ddae1a5e575c54474e.jpg)
ЭЭГ-шлем с системой ActiChamp от Brainproducts оснащен активными биосенсорами (до 128 каналов), которые улавливают мельчайшие изменения электрических сигналов от мозга человека с экстремально высокими скоростями дискретизации – до 100 КГц!
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/942/95d/918/94295d9180344d6e91fbb96739f5bac6.jpg)
Активные, в противоположность пассивным, электроды оснащены встроенными в них микрочипами – предусилителями, которые оцифровывают аналоговый сигнал и передают его с наименьшими искажениями.
Электроды устанавливаются над всеми важными для анализа областями мозга и синхронно передают сигнал на блоки усилителей либо с помощью шлейфа, либо по wi-fi – по 32 канала на блок с пропускной полосой в 1000 Гц и частотой дискретизации до 5000 Гц в противоположность 500 Гц некоторых медицинских ЭЭГ, не говоря о нейрогарнитурах).
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/319/e08/ab7/319e08ab7b5b4336999163166400f657.jpg)
Wi-fi модуль
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/6ed/efd/7fa/6edefd7fa72f480fb6ae6f4579e1d4f9.jpg)
После того, как сигналы поступают на блоки усилителей (уровень шума ≤ 2 μVpp), их путь не оканчивается. Дальше они передаются по двойному оптоволоконному кабелю на USB-адаптер, в который также поступают и внешние сигналы (триггеры) для синхронизации с внешними устройствами, например EyeTracker’ом (о нем в след. раз). USB-адаптер служит коннектором с ПК.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/a59/cf9/c15/a59cf9c153ea40cca7ff22be406c3084.jpg)
Основная задача всех элементов-посредников в минимизации искажений и задержек в сигнале, мощность которого измеряется лишь десятками микровольт
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/18f/515/1c4/18f5151c4a3c4d3fa32bf33eb71d967b.jpg)
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/622/0ce/13c/6220ce13ca20458b8d4bdd3514ccce59.jpg)
Дополнительные блоки для регистрации т.н. периферических показателей, которые отражают вегетативные процессы, такие как: кардиоритм, тонус сосудов, дыхание, температура, движения, активность мышц и т.п., всего до 128 каналов дополнительно.
Датчики
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/69e/1a1/628/69e1a162849b41f38e8fe8cb21caa5c6.jpg)
Сопротивление кожи, термодатчик, акселерометр, пульсометр оптический
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/975/9c9/3ee/9759c93ee3704a45b6a027a3a367f3e4.jpg)
Вот на ком делают измерения, когда нет студентов
Софт для обработки и анализа ЭЭГ обладает широким функционалом с возможностью интегрировать данные МРТ для локализации электрических сигналов учитывая индивидуальную конституцию мозга конкретного человека. Собственно система сама располагает модулем, который называется «томографией низкого разрешения» (LORETA) (*речь идет не о технической реализации – магнитная или позитронно эмиссионная, а о принципе визуализации и картирования мозга).
Одна из основных проблем для точности – это артефакты. Под этим термином понимаются искажения сигнала внешними или внутренними факторами, будь то движения глаз или наводка в 100 Гц от ламп дневного света.
Несмотря на кажущееся совершенство технологии регистрации ЭЭГ, недостатки все же присутствуют. Пожалуй, основной из них — необходимость использования электропроводной пасты или геля для снижения сопротивления между скальпом и электродами. Технология в целом также не является самодостаточной, и тенденция последнего времени сходится к комбинации различных методов. Уже сейчас используются электроды, которые работают в магнитном поле томографа (порядка 10 Тесла).
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/b79/80e/b1b/b7980eb1b1ab41ee8fc7fd50172bf253.jpg)
Пунктир — это внешний стимул. Фагмент ЭЭГ-сигнала (слева), попытки локализовать источник в трехмерном пространстве (посередине) и в проекции на скальп (справа)
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/490/799/47a/49079947a868458199aac931ed0f057b.jpg)
Фрагмент записанной ЭЭГ
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/7c4/3b6/731/7c43b673148b47ed81a8582c2570ed46.jpg)
Вот такими кривульками наш мозг видит мир. Ну а если серьезно, то это ПСС (потенциалы, связанные с событиями), которые отражают чистый (специально записанный и отфильтрованный) отклик групп нейронов на тот или иной стимул. Тут они всем скопом по всем отведениям. Потенциальная и пока (а может и вообще) неразрешимая задача состоит в обратном: восстановить, что же видел/слышал/представлял/трогал человек в этот момент?
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/0be/04a/9a0/0be04a9a03754ade94fcf8ef9b1852fc.jpg)
Снизу — ПСС, но не всем скопом, а по тому, как они были зарегистрированы в разных отведениях.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/2fa/542/301/2fa542301b1f4d719e9aaca000374350.jpg)
Карта подэлектродной локализации активности, посекундно — от картинки к картинке
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/ebc/bd3/c87/ebcbd3c87f154ec69bc9c73e62e1dae6.jpg)
3d-вид
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/10f/c0d/730/10fc0d7301f74b23871800949fd21898.jpg)
Фурье-преобразование сигнала, зарегистрированного под разными электродами.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/c20/8dd/807/c208dd80761845f9a118a7cab2888716.jpg)
Непрерывное вейвлет-преобразование ЭЭГ. (Первое правило психофизиологов — никому не говорить про вейвлет. Шутка.) Вейвлет нам нужен для того, чтобы посмотреть частотную составляющую ЭЭГ (разные ритмы состоят из разных частот и отражают разные состояния человека) и рассмотреть это все во временной перспективе.
Вячеслав Лебедев, сотрудник и аспирант кафедры психофизиологии МГУ им. М.В. Ломоносова, со-основатель проекта NeuroFuture, психофизиолог:
«Суть моей научной работы — исследование роли внимания в процессах кросс-модальной интеграции.
Расшифровка: Информация, поступающая из внешней среды, как правило, состоит из сигналов разных модальностей (слуховой, зрительной и т.д.). Обработка этой мультисенсорной информации требует синхронной совместной работы структур мозга, задействованных в обрабтке сигналов определенной модальности. Современные исследования на уровне отдельных нейронов показывают существование нейронов в различных областях и уровнях головного мозга, функцией которых является обработка именно мультисенсорной информации. Но открытым остается вопрос системного объединения этих разноуровневых структур в процессе обработки потока мультисенсорной информации, а также о роли произвольного (инициируемого самим человеком) и непроизвольного (вызванного внешними событиями) внимания в этом процессе. ЭЭГ — один из самых информативных методов исследования этого процесса в динамике.»
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/7e9/60e/a2f/7e960ea2fb8ab47ec21fd0f25d8d73cf.jpg)
(Найдите собачку)
Илья Захаров, аспирант кафедры психофизиологии МГУ им. М.В. Ломоносова, со-основатель проекта NeuroFuture, психофизиолог:
«Психофизиология пытается связать идеальное (психологию и „душу“, если она есть) и материальное (то, что можно исследовать естественно-научными методами). Получается с переменным успехом, но это интересно
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/ac8/f97/b45/ac8f97b456b34d3dba0a47e61bfb1107.jpg)
Есть такие штуки — иллюзии. Что же происходит в мозге, когда мы их видим? Существует ли универсальный паттерн мозговой активности, одинаковый для всех людей, характерный только для тех моментов, когда мы видим зрительную иллюзию? А что делать, если мы смотрим на любимого человека и у нас вдруг возникает этот паттерн?
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/f82/728/bb8/f82728bb8eb04de4b9a2ae0992c93072.jpg)
Посредством записи различных паттернов на ЭЭГ можно объективно зарегистрировать у человека восприятие нового для него типа иллюзии (например, нового варианта иллюзии субъективного контура). Для этого используется метод связанных с событием потенциалов: выделение из общего сигнала ЭЭГ того компонента, который появляется при предъявлении иллюзии.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/7d0/43b/22d/7d043b22d6b947e09d52646d22ae6606.jpg)
Черный график — просто стимул, красный — иллюзия, пунктир — момент предъявления стимула
Справа — ответ мозга на предъявление классического типа иллюзий по сравнению со стимулом, когда мозгу ничего не надо достраивать
Слева — ответ на предъявление нового типа, опять же, по сравнению с тем, когда не надо достраивать
Мы видим, что в одном и том же месте (компонент N170) амплитуда сигнала в ответ на иллюзию больше. Этот ответ — объективная мера нашего восприятия иллюзии. Если мы видим и прямые, и волнистые иллюзорные контуры на одинаковом психофизиологическом уровне, вероятно, в обоих случаях мы используем одинаковые механизмы формирования образа.»
Костя Славнов, программист
— Какой внутренний мотив сподвиг математика пойти работать над нейросайнс-проектом?
— Интерес. Мне всегда было интересно узнать, как работает мозг человека. К тому моменту я уже достаточно много знал о возможностях метода анализа данных применительно к мозгу. Все они основываются на обработке многомерных сигналов. А у меня была именно такая тематика курсовой работы.
Как всегда большую роль сыграла случайность. я прочитал статью об Илье и решил написать ему про себя: что я — математик-программист, интересна эта тема. А ребятам как раз не хватало человека с моими навыками. И я быстро включился в работу.
Мария Степаненко, студентка кафедры психофизиологии МГУ им. М.В. Ломоносова, психофизиолог, исследователь синестезии
«Синестезия — это, грубо говоря, связь различных модальностей. Проявляется она в виде переживания ощущений в одной модальности во время предъявления стимулов в другой.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/files/046/b9d/e44/046b9de44af343539bbef5f5e14cc81e.jpg)
Можете ли вы быстро найти „цветной“ треугольник?
Вообще, синестезия — безумно интересное, но и очень малоизученное явление. Существует невероятное множество различных ее видов: некоторые синестеты „видят“ цвета определенных букв/дней недели/месяцев, кто-то из них „чувствует“ запахи при произнесении определенных слов, кто-то „ощущает“ текстуру голоса/запаха, „чувствует“ вкус имен, „слышит“ движение и так далее. Более того, у большинства синестетов проявляется связь не двух, но множества модальностей, и, таким образом, проявляются различные виды синестезии.
Существует достаточно много гипотез относительно того, каким образом возникают синестетические ощущения. В моем исследовании ставится вопрос о том, на каком уровне происходит данный процесс: только ли это перцептивные ощущения, обработка которых происходит на низших уровнях, или же это высокоуровневый, когнитивный процесс.
Акцент ставится на аудиовизуальной синестезии, а именно — на связи тонов и тембров с различными цветами. В качестве испытуемых выступают как синестеты, так и люди, не обладающие синестетическими ощущениями. В ходе эксперимента (а именно — в момент предъявления звуковых стимулов) производится запись ЭЭГ, и впоследствии — анализ данных путем сравнения ПСС, зарегистрированных у синестетов и несинестетов.
К слову об испытуемых: если вас интересует данная тема, или вдруг у вас есть знакомые синестеты, или, внезапно, вы сами обнаружили у себя наличие подходящего для данного исследования вида аудиовизуальной синестезии — смело обращайтесь ко мне, я буду рада видеть вас в числе своих испытуемых!»
Выступление на TED нейроученого
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/6cc/c6d/85a/6ccc6d85a025e050932698dad04d37a4.jpg)
Тест на синестезию «цвет цифры» (Слева — то, как видит картинку обычный человек; справа — видение синестета: треугольник из двоек сразу выделяется другим цветом, вследствие чего синестет без труда и довольно быстро может указать на все двойки на картинке)
Андрей Учаев, студент кафедры психофизиологии МГУ им. М.В. Ломоносова, психофизиолог:
«Моя позиция по получению экспериментальных данных была хорошо отражена в словах героя одной игры: „… мы просто бросаем наукой в стенку и смотрим, что прилипнет..“ Это говорит о том, что в исследовании я стараюсь получить максимум данных, которые вообще можно выжать из электрофизиологического сигнала.
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/f47/367/956/f473679564c99f165f2fb37c91c262a7.jpg)
Сейчас я зациклен скорее на следующем: на отработке различных методов обработки сигнала независимо от поставленной задачи. Помощь программистов тут огромна. Встречаются различные проблемы: бывает, что не все методы обработки представлены в одной программе, или же нет доступа ко всему функционалу — приходится изворачиваться, и не всегда это удается.
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/9bf/0e1/a3b/9bf0e1a3b272fd9817ce469f5faf9f8e.jpg)
И есть еще одна немаловажная проблема — экономия времени. Довольно часто бывает необходимо обработать данные десяти человек, используя 10-15 различных преобразований. Тут бы не помешало написание скриптов, которые позволят автоматизировать задачу. Нажал на кнопку и пошел домой — а утром все уже обработано.»
«Нейронаукам нужны программисты». Так говорят и русские коллеги, а зарубежные нейроученые даже обращаются к хакерам. Потому что очень скоро нам,не дай бог возможно, потребуются не только инструменты обеспечения приватности сообщений от технического перехвата, но и мыслей.
Как писал Азимов, что «для человечества осталось две загадки — глубины космоса и тайна мозга», радует, что Хабр очень приветствует космонавтику, надеюсь, что то же самое произойдет и с изучением мозга.
![](https://habrastorage.org/files/6c6/086/691/6c6086691574475e9a90cabab7b01e75.jpg)
(
Как «пакмэны жрут несуществующий квадрат», какая часть мозга генерирует иллюзии, какого цвета цифры, как психофизиологи обрабатывают многомерные сигналы и может ли это привести к реверс-инжинирингу мозга.
Под катом поверхностное описание аппарата, немного про обработку сигнала и про те исследования, которые проводят молодые ученые психо- нейрофизиологи и какие вызовы есть для программистов, которые хотят изучать мозг и/или работать в проекте по изучению мозга.
![](https://habrastorage.org/files/90b/1f1/8a7/90b1f18a776741b0a064639938e5c09e.jpg)
Удобно расположитесь в кресле, откиньтесь на спинку и сделайте глубокий вдох
![](https://habrastorage.org/files/80b/d80/093/80bd8009310647ddae1a5e575c54474e.jpg)
ЭЭГ-шлем с системой ActiChamp от Brainproducts оснащен активными биосенсорами (до 128 каналов), которые улавливают мельчайшие изменения электрических сигналов от мозга человека с экстремально высокими скоростями дискретизации – до 100 КГц!
256 каналов
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/e60/3d8/676/e603d86768dcc6d7f4951931d54b9e4b.jpg)
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/bc7/126/e9f/bc7126e9f1d45a1ca3a90337121c7c3f.jpg)
256 каналов
![image](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/e60/3d8/676/e603d86768dcc6d7f4951931d54b9e4b.jpg)
![image](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/bc7/126/e9f/bc7126e9f1d45a1ca3a90337121c7c3f.jpg)
256 каналов
![](https://habrastorage.org/files/942/95d/918/94295d9180344d6e91fbb96739f5bac6.jpg)
Активные, в противоположность пассивным, электроды оснащены встроенными в них микрочипами – предусилителями, которые оцифровывают аналоговый сигнал и передают его с наименьшими искажениями.
Электроды устанавливаются над всеми важными для анализа областями мозга и синхронно передают сигнал на блоки усилителей либо с помощью шлейфа, либо по wi-fi – по 32 канала на блок с пропускной полосой в 1000 Гц и частотой дискретизации до 5000 Гц в противоположность 500 Гц некоторых медицинских ЭЭГ, не говоря о нейрогарнитурах).
![](https://habrastorage.org/files/319/e08/ab7/319e08ab7b5b4336999163166400f657.jpg)
Wi-fi модуль
![](https://habrastorage.org/files/6ed/efd/7fa/6edefd7fa72f480fb6ae6f4579e1d4f9.jpg)
После того, как сигналы поступают на блоки усилителей (уровень шума ≤ 2 μVpp), их путь не оканчивается. Дальше они передаются по двойному оптоволоконному кабелю на USB-адаптер, в который также поступают и внешние сигналы (триггеры) для синхронизации с внешними устройствами, например EyeTracker’ом (о нем в след. раз). USB-адаптер служит коннектором с ПК.
![](https://habrastorage.org/files/a59/cf9/c15/a59cf9c153ea40cca7ff22be406c3084.jpg)
Основная задача всех элементов-посредников в минимизации искажений и задержек в сигнале, мощность которого измеряется лишь десятками микровольт
![](https://habrastorage.org/files/18f/515/1c4/18f5151c4a3c4d3fa32bf33eb71d967b.jpg)
![](https://habrastorage.org/files/622/0ce/13c/6220ce13ca20458b8d4bdd3514ccce59.jpg)
Дополнительные блоки для регистрации т.н. периферических показателей, которые отражают вегетативные процессы, такие как: кардиоритм, тонус сосудов, дыхание, температура, движения, активность мышц и т.п., всего до 128 каналов дополнительно.
Датчики
![](https://habrastorage.org/files/69e/1a1/628/69e1a162849b41f38e8fe8cb21caa5c6.jpg)
Сопротивление кожи, термодатчик, акселерометр, пульсометр оптический
![](https://habrastorage.org/files/975/9c9/3ee/9759c93ee3704a45b6a027a3a367f3e4.jpg)
Вот на ком делают измерения, когда нет студентов
Софт и обработка сигнала
Софт для обработки и анализа ЭЭГ обладает широким функционалом с возможностью интегрировать данные МРТ для локализации электрических сигналов учитывая индивидуальную конституцию мозга конкретного человека. Собственно система сама располагает модулем, который называется «томографией низкого разрешения» (LORETA) (*речь идет не о технической реализации – магнитная или позитронно эмиссионная, а о принципе визуализации и картирования мозга).
Одна из основных проблем для точности – это артефакты. Под этим термином понимаются искажения сигнала внешними или внутренними факторами, будь то движения глаз или наводка в 100 Гц от ламп дневного света.
Несмотря на кажущееся совершенство технологии регистрации ЭЭГ, недостатки все же присутствуют. Пожалуй, основной из них — необходимость использования электропроводной пасты или геля для снижения сопротивления между скальпом и электродами. Технология в целом также не является самодостаточной, и тенденция последнего времени сходится к комбинации различных методов. Уже сейчас используются электроды, которые работают в магнитном поле томографа (порядка 10 Тесла).
![](https://habrastorage.org/files/b79/80e/b1b/b7980eb1b1ab41ee8fc7fd50172bf253.jpg)
Пунктир — это внешний стимул. Фагмент ЭЭГ-сигнала (слева), попытки локализовать источник в трехмерном пространстве (посередине) и в проекции на скальп (справа)
![](https://habrastorage.org/files/490/799/47a/49079947a868458199aac931ed0f057b.jpg)
Фрагмент записанной ЭЭГ
![](https://habrastorage.org/files/7c4/3b6/731/7c43b673148b47ed81a8582c2570ed46.jpg)
Вот такими кривульками наш мозг видит мир. Ну а если серьезно, то это ПСС (потенциалы, связанные с событиями), которые отражают чистый (специально записанный и отфильтрованный) отклик групп нейронов на тот или иной стимул. Тут они всем скопом по всем отведениям. Потенциальная и пока (а может и вообще) неразрешимая задача состоит в обратном: восстановить, что же видел/слышал/представлял/трогал человек в этот момент?
![](https://habrastorage.org/files/0be/04a/9a0/0be04a9a03754ade94fcf8ef9b1852fc.jpg)
Снизу — ПСС, но не всем скопом, а по тому, как они были зарегистрированы в разных отведениях.
![](https://habrastorage.org/files/2fa/542/301/2fa542301b1f4d719e9aaca000374350.jpg)
Карта подэлектродной локализации активности, посекундно — от картинки к картинке
![](https://habrastorage.org/files/ebc/bd3/c87/ebcbd3c87f154ec69bc9c73e62e1dae6.jpg)
3d-вид
![](https://habrastorage.org/files/10f/c0d/730/10fc0d7301f74b23871800949fd21898.jpg)
Фурье-преобразование сигнала, зарегистрированного под разными электродами.
![](https://habrastorage.org/files/c20/8dd/807/c208dd80761845f9a118a7cab2888716.jpg)
Непрерывное вейвлет-преобразование ЭЭГ. (Первое правило психофизиологов — никому не говорить про вейвлет. Шутка.) Вейвлет нам нужен для того, чтобы посмотреть частотную составляющую ЭЭГ (разные ритмы состоят из разных частот и отражают разные состояния человека) и рассмотреть это все во временной перспективе.
Люди
Внимание
Вячеслав Лебедев, сотрудник и аспирант кафедры психофизиологии МГУ им. М.В. Ломоносова, со-основатель проекта NeuroFuture, психофизиолог:
«Суть моей научной работы — исследование роли внимания в процессах кросс-модальной интеграции.
Расшифровка: Информация, поступающая из внешней среды, как правило, состоит из сигналов разных модальностей (слуховой, зрительной и т.д.). Обработка этой мультисенсорной информации требует синхронной совместной работы структур мозга, задействованных в обрабтке сигналов определенной модальности. Современные исследования на уровне отдельных нейронов показывают существование нейронов в различных областях и уровнях головного мозга, функцией которых является обработка именно мультисенсорной информации. Но открытым остается вопрос системного объединения этих разноуровневых структур в процессе обработки потока мультисенсорной информации, а также о роли произвольного (инициируемого самим человеком) и непроизвольного (вызванного внешними событиями) внимания в этом процессе. ЭЭГ — один из самых информативных методов исследования этого процесса в динамике.»
![image](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/7e9/60e/a2f/7e960ea2fb8ab47ec21fd0f25d8d73cf.jpg)
(Найдите собачку)
Иллюзии
Илья Захаров, аспирант кафедры психофизиологии МГУ им. М.В. Ломоносова, со-основатель проекта NeuroFuture, психофизиолог:
«Психофизиология пытается связать идеальное (психологию и „душу“, если она есть) и материальное (то, что можно исследовать естественно-научными методами). Получается с переменным успехом, но это интересно
![](https://habrastorage.org/files/ac8/f97/b45/ac8f97b456b34d3dba0a47e61bfb1107.jpg)
Есть такие штуки — иллюзии. Что же происходит в мозге, когда мы их видим? Существует ли универсальный паттерн мозговой активности, одинаковый для всех людей, характерный только для тех моментов, когда мы видим зрительную иллюзию? А что делать, если мы смотрим на любимого человека и у нас вдруг возникает этот паттерн?
![](https://habrastorage.org/files/f82/728/bb8/f82728bb8eb04de4b9a2ae0992c93072.jpg)
Посредством записи различных паттернов на ЭЭГ можно объективно зарегистрировать у человека восприятие нового для него типа иллюзии (например, нового варианта иллюзии субъективного контура). Для этого используется метод связанных с событием потенциалов: выделение из общего сигнала ЭЭГ того компонента, который появляется при предъявлении иллюзии.
![](https://habrastorage.org/files/7d0/43b/22d/7d043b22d6b947e09d52646d22ae6606.jpg)
Черный график — просто стимул, красный — иллюзия, пунктир — момент предъявления стимула
Справа — ответ мозга на предъявление классического типа иллюзий по сравнению со стимулом, когда мозгу ничего не надо достраивать
Слева — ответ на предъявление нового типа, опять же, по сравнению с тем, когда не надо достраивать
Мы видим, что в одном и том же месте (компонент N170) амплитуда сигнала в ответ на иллюзию больше. Этот ответ — объективная мера нашего восприятия иллюзии. Если мы видим и прямые, и волнистые иллюзорные контуры на одинаковом психофизиологическом уровне, вероятно, в обоих случаях мы используем одинаковые механизмы формирования образа.»
Программирование и обработка многомерных сигналов
Костя Славнов, программист
— Какой внутренний мотив сподвиг математика пойти работать над нейросайнс-проектом?
— Интерес. Мне всегда было интересно узнать, как работает мозг человека. К тому моменту я уже достаточно много знал о возможностях метода анализа данных применительно к мозгу. Все они основываются на обработке многомерных сигналов. А у меня была именно такая тематика курсовой работы.
Как всегда большую роль сыграла случайность. я прочитал статью об Илье и решил написать ему про себя: что я — математик-программист, интересна эта тема. А ребятам как раз не хватало человека с моими навыками. И я быстро включился в работу.
Синестезия
Мария Степаненко, студентка кафедры психофизиологии МГУ им. М.В. Ломоносова, психофизиолог, исследователь синестезии
«Синестезия — это, грубо говоря, связь различных модальностей. Проявляется она в виде переживания ощущений в одной модальности во время предъявления стимулов в другой.
![](https://habrastorage.org/files/046/b9d/e44/046b9de44af343539bbef5f5e14cc81e.jpg)
Можете ли вы быстро найти „цветной“ треугольник?
Вообще, синестезия — безумно интересное, но и очень малоизученное явление. Существует невероятное множество различных ее видов: некоторые синестеты „видят“ цвета определенных букв/дней недели/месяцев, кто-то из них „чувствует“ запахи при произнесении определенных слов, кто-то „ощущает“ текстуру голоса/запаха, „чувствует“ вкус имен, „слышит“ движение и так далее. Более того, у большинства синестетов проявляется связь не двух, но множества модальностей, и, таким образом, проявляются различные виды синестезии.
Существует достаточно много гипотез относительно того, каким образом возникают синестетические ощущения. В моем исследовании ставится вопрос о том, на каком уровне происходит данный процесс: только ли это перцептивные ощущения, обработка которых происходит на низших уровнях, или же это высокоуровневый, когнитивный процесс.
Акцент ставится на аудиовизуальной синестезии, а именно — на связи тонов и тембров с различными цветами. В качестве испытуемых выступают как синестеты, так и люди, не обладающие синестетическими ощущениями. В ходе эксперимента (а именно — в момент предъявления звуковых стимулов) производится запись ЭЭГ, и впоследствии — анализ данных путем сравнения ПСС, зарегистрированных у синестетов и несинестетов.
К слову об испытуемых: если вас интересует данная тема, или вдруг у вас есть знакомые синестеты, или, внезапно, вы сами обнаружили у себя наличие подходящего для данного исследования вида аудиовизуальной синестезии — смело обращайтесь ко мне, я буду рада видеть вас в числе своих испытуемых!»
Выступление на TED нейроученого
![image](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/6cc/c6d/85a/6ccc6d85a025e050932698dad04d37a4.jpg)
Тест на синестезию «цвет цифры» (Слева — то, как видит картинку обычный человек; справа — видение синестета: треугольник из двоек сразу выделяется другим цветом, вследствие чего синестет без труда и довольно быстро может указать на все двойки на картинке)
Обработка данных
Андрей Учаев, студент кафедры психофизиологии МГУ им. М.В. Ломоносова, психофизиолог:
«Моя позиция по получению экспериментальных данных была хорошо отражена в словах героя одной игры: „… мы просто бросаем наукой в стенку и смотрим, что прилипнет..“ Это говорит о том, что в исследовании я стараюсь получить максимум данных, которые вообще можно выжать из электрофизиологического сигнала.
![image](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/f47/367/956/f473679564c99f165f2fb37c91c262a7.jpg)
Сейчас я зациклен скорее на следующем: на отработке различных методов обработки сигнала независимо от поставленной задачи. Помощь программистов тут огромна. Встречаются различные проблемы: бывает, что не все методы обработки представлены в одной программе, или же нет доступа ко всему функционалу — приходится изворачиваться, и не всегда это удается.
![image](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/9bf/0e1/a3b/9bf0e1a3b272fd9817ce469f5faf9f8e.jpg)
И есть еще одна немаловажная проблема — экономия времени. Довольно часто бывает необходимо обработать данные десяти человек, используя 10-15 различных преобразований. Тут бы не помешало написание скриптов, которые позволят автоматизировать задачу. Нажал на кнопку и пошел домой — а утром все уже обработано.»
Заключение
«Нейронаукам нужны программисты». Так говорят и русские коллеги, а зарубежные нейроученые даже обращаются к хакерам. Потому что очень скоро нам,
Как писал Азимов, что «для человечества осталось две загадки — глубины космоса и тайна мозга», радует, что Хабр очень приветствует космонавтику, надеюсь, что то же самое произойдет и с изучением мозга.