Ультразвукові нейроінтерфейси: чи справді вони лише «в один бік»?

Ключові моменти

• Ультразвук може «записувати» інформацію в мозок: Транскраніальна ультразвукова стимуляція (TUS) або транскраніальний сфокусований ультразвук (tFUS) використовується як неінвазивний метод нейромодуляції, здатний впливати на активність як поверхневих, так і глибинних відділів мозку .

• Ультразвук може і «зчитувати» мозкову активність: Функціональна ультразвукова візуалізація (fUS) досліджує мозкову діяльність через візуалізацію кровотоку, і її розглядають як перспективний канал зчитування сигналів для неінвазивних нейроінтерфейсів .

• Твердження «ультразвук лише передає сигнал в один бік» є неточним: Існують наукові огляди, які одночасно висвітлюють методи ультразвукової візуалізації мозку, його стимуляції та замкнені системи нейромодуляції на основі ЕЕГ .

• «Вміння зчитувати» ще не означає наявність зрілого інтерфейсу: Нинішні неінвазивні нейроінтерфейси все ще мають високий рівень помилок. Через це дослідники застосовують tFUS для модуляції зон уваги, щоб покращити роботу зорово-моторних інтерфейсів .

• Двосторонні системи вже тестуються в лабораторіях: Зафіксовано успішні експерименти, де сфокусований ультразвук у поєднанні з машинним навчанням використовували для кодування та декодування мозкових хвиль у 25 добровольців. Але це радше науковий прорив, аніж готовий до виробництва продукт .

Як коректніше сформулювати?

• Правильно: багато сучасних ультразвукових проектів справді зосереджені на неінвазивній стимуляції та нейромодуляції .
• Неправильно: вважати, що всі без винятку ультразвукові інтерфейси є односторонніми і не здатні зчитувати внутрішньочерепну інформацію .
• Більш точно: на сьогоднішній день неінвазивні двосторонні інтерфейси «мозок-комп'ютер» ще не досягли рівня високопродуктивної та миттєвої взаємодії людини з машиною, придатної для масового використання .

Короткий висновок

Ультразвуковий напрямок має технічні можливості як для «читання», так і для «запису»: для запису використовується транскраніальна стимуляція, а для зчитування — функціональна візуалізація або замкнені системи, що поєднують ультразвук з ЕЕГ . Однак більшість сучасних неінвазивних нейроінтерфейсів ще не можна назвати повноцінними високопродуктивними двосторонніми системами. Наразі домінують односпрямовані застосунки, а двосторонні замкнені цикли перебувають на стадії активної верифікації .