Описание результатов недавнего исследования звучит как нечто из научной фантастики: вы надеваете на голову специальную электронную повязку и управляйте роботом, используя силу мыслей. Но нет, это не творчество писателя, а реальная работа опубликованная в ACS Applied Nano Materials. К сожалению полноценной рабочей технологии еще нет, но огромный шаг в её сторону был сделан.

Основное достижение исследователей — разработка специальных структур с трехмерным рисунком, которые не зависят от липких проводящих гелей. Если придерживаться терминологии, то команда создала "сухие датчики", которые могут измерять электрическую активность мозга даже волосы, выпуклости и изгибы головы.

Врачи контролируют электрические сигналы мозга с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ), при которой специальные электроды либо имплантируются, либо размещаются на поверхности головы. ЭЭГ помогает диагностировать неврологические расстройства, но ее также можно включить в "интерфейсы мозг-машина", которые используют мозговые волны для управления внешним устройством, например протезом, роботом или даже видеоигрой.

В большинстве неинвазивных вариантов используются "мокрые" датчики, которые наклеиваются на голову с помощью липкого геля, который может раздражать кожу головы и иногда вызывать аллергические реакции. В качестве альтернативы исследователи разрабатывают "сухие" датчики, для которых не требуются гели, но до сих пор ни один из них не работал так же хорошо, как "влажный" вариант.

Хотя наноматериалы, такие как графен, могут быть подходящим вариантом, их плоская и, как правило, чешуйчатая природа делает их несовместимыми с неровными изгибами головы человека, особенно в течение длительного времени. Но выход был найден.

Команда создала несколько трехмерных структур с графеновым покрытием различной формы и рисунка, каждая толщиной около 10 мкм. Из протестированных форм шестиугольный рисунок лучше всего работал на волнистой, покрытой волосами поверхности затылочной области — месте у основания головы, где расположена зрительная кора головного мозга. Команда включила восемь таких датчиков в эластичную повязку на голову, которая удерживала их на затылке.

В сочетании с гарнитурой дополненной реальности, отображающей визуальные подсказки, электроды могли определять, какая подсказка просматривается, а затем работать с компьютером, чтобы интерпретировать сигналы в команды, которые управляли движением четвероногого робота — полностью без помощи рук.

Хотя новые электроды еще не работали так же хорошо, как влажные датчики, исследователи говорят, что эта работа представляет собой первый шаг к разработке надежных, легко реализуемых сухих датчиков, которые помогут расширить применение интерфейсов мозг-машина.