Диагностика аномалий и чтение снов: ученые рассуждают о будущем ЭЭГ
С момента первой записи в июле 1924 года электроэнцефалография (ЭЭГ) человека использовалась для понимания деятельности мозга. Наибольший вклад эта технология внесла в диагностику эпилепсии, где с помощью анализа сигнала ЭЭГ состояние, которое ранее считалось расстройством личности, было классифицировано как нарушение мозговой активности. Спустя столетие более 500 экспертов со всего мира попросили поразмышлять о влиянии этой методики, а также о проблемах и приоритетах на будущее.
В ходе опроса, проведенного учеными Университета Лидса, респондентам, имеющим 6685 лет коллективного опыта в этой сфере, было предложено оценить возможные будущие разработки в области ЭЭГ. Экспертам необходимо было предположить, сколько времени пройдет, прежде чем эти идеи будут реализованы.
Футуристические прогнозы
Авторы исследования составили список будущих инноваций, которые, по мнению экспертов, могут быть реализованы в течение жизни одного поколения. Среди них – использование ЭЭГ для улучшения когнитивных способностей, раннее выявление нарушений обучаемости, широкое применение в качестве детектора лжи, а также основного способа коммуникации для людей с тяжелыми двигательными нарушениями и синдромом "запертого внутри".
По мнению экспертов, надежная диагностика в реальном времени таких аномалий мозга как судороги или опухоли, возможна всего через 10-14 лет, а вот вероятность чтения содержания снов и долгосрочных воспоминаний низкая: одни специалисты считают, что это станет возможным через 50 лет и более, другие же относят такую технологию к научной фантастике.
"Одним из положительных потенциальных будущих применений ЭЭГ может стать контроль бдительности для водителей или пилотов. Эти системы безопасности могли бы определить, засыпает ли пользователь, а затем разбудить его или сообщить второму пилоту о необходимости взять управление на себя", – рассказывает соавтор статьи, Доминик Вельке, научный сотрудник Университета Лидса.
По его словам, портативные ЭЭГ устройства могут стать чем-то вроде смартфона: почти каждый человек будет иметь к ним доступ и сможет пользоваться ими ежедневно, что в идеале улучшит его жизнь, предоставив значимую информацию о физиологических показателях.
Аппаратура, используемая для записи ЭЭГ, относительно проста и в принципе не изменилась с тех пор, как ее впервые применил психиатр Ганс Бергер в Германии 6 июля 1924 года. Что стало радикально другим, так это анализ и то, что можно сделать с данными, записанными в цифровом формате.
Системы ЭЭГ, состоящие всего лишь из электродов и усилителя, становятся все более дешевыми в производстве, а также более портативными и удобными в использовании. В сочетании с неинвазивным характером процедуры мало что мешает ей стать более доступной для широкой аудитории.
Уменьшение неравенства в здравоохранении
Хотя перспектива широкого использования технологии ЭЭГ в играх и VR (по прогнозам, это произойдет всего через 20 лет) приведет в восторг геймеров, по-настоящему захватывающим для ученых и клиницистов является то, что растущая доступность позволит им привлечь к исследованиям ЭЭГ сообщества, традиционно исключенные из этой сферы. В частности, ее можно будет использовать в странах с низким уровнем дохода, которые не могут позволить себе более сложные технологии визуализации деятельности мозга.
Ожидается, что достижения в области автоматизации на основе искусственного интеллекта также улучшат и ускорят анализ сложных данных.
По мнению Вельке, в отличие от других методов, таких как МРТ или имплантируемые устройства, ЭЭГ обладает потенциалом сделать нейровизуализацию доступной для всех людей в мире.
"Почти все данные о человеческом мозге, которыми мы располагаем в настоящее время, получены от очень небольшой части населения Земли, – продолжает мысль коллеги ведущий автор работы Фейсал Муштак, профессор когнитивных наук и директор Центра иммерсивных технологий при Университете Лидса. – ЭЭГ является наиболее экономически эффективным и логистически осуществимым инструментом нейровизуализации для использования во всем мире в различных условиях. Это поможет создать нейронауку, которая будет охватывать и представлять все население мира".
Например, по словам еще одного автора статьи Педро Антонио Вальдес-Соса, директора Китайско-кубинской лаборатории нейротехнологий при Университете электронной науки и техники Китая и Кубинском центре нейронаук, в нескольких странах, включая Кубу, ЭЭГ позволило проводить массовый скрининг некоторых заболеваний нервной системы.
Этические вопросы
Эксперты, с которыми разговаривали авторы исследования, обратили внимание и на возможные проблемы распространения технологии, начиная от несоблюдения согласованных стандартов и протоколов и заканчивая этическими вопросами, возникающими из-за новых коммерческих приложений и соблазна "нейроулучшения".
"Я уверен, что некоторые транснациональные технологические компании могут быть очень заинтересованы в распространении ЭЭГ или других технологий нейровизуализации, чтобы просто получить больше информации о предпочтениях и эмоциях своих пользователей 24 часа в сутки. Но стоит ли использовать ее таким образом? – задается вопросом Вельке. – Есть очевидные опасения по поводу свободы и конфиденциальности. Важно, что новые способы использования технологии, скорее всего, также поднимут определенные этические вопросы".
По мнению Фейсала Муштака, ЭЭГ в сочетании с такими технологиями, как искусственный интеллект и виртуальная реальность, может радикально изменить способы нашего взаимодействия с машинами и при этом сыграть важную роль в науке и обществе в течение следующих 100 лет.
"Но для того, чтобы это произошло, сообщество нейронаук – академических, клинических и промышленных – должно взять на себя обязательство по продвижению надежных, этичных, инклюзивных и устойчивых практик, которые помогут реализовать огромный потенциал ЭЭГ", – добавляет он.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Human Behaviour.
Редактор: Софья Люттер