Обещала постить сюда новости о нашем проекте, так что вот!

На видео отважный @b2arn пытается стать нейроведьмочкой.

#проект

Привет!
Впереди нас ждёт цикл постов про области применения нейрогарнитур. Потому что пользоваться можно много где, но почему-то никто не пользуется...

А пока вот вам загадка: какая область применения самая жирная по водящимся там деньгам, где нейрогарнитуры нужнее всего? То есть, какой сегмент имеет наибольшую долю глобального мирового рынка неинвазивных интерфейсов мозг-компьютер (BCI)?

Правильный ответ будет в следующем посте 😉
Если угадаете, сможете считать себя потенциально успешным венчурным нейротех-инвестором!

#применение

Самое загадочное в нейроинтерфейсах это их применение. Если бы здесь всё было прозрачно, то вы бы сейчас скролили этот пост не пальцем.

Первая область применения неинвазивных нейрогарнитур, которая приходит на ум, это медицина. То есть, взаимодействие с миром парализованных людей, забота о своём ментальном здоровье и так далее. С этого, как с самого очевидного и при этом самого жирного сегмента, мы и начнём. Встречайте,

КАЧЕСТВО ЖИЗНИ
Доля сегмента "медицина": 26,9% или $400 млн в 2020 году. С учётом роста по 12% в год сейчас ожидаем, что рынок неинвазивных нейрогарнитур в медицине достиг оценки ~$450 млн.
Я же учитываю в качестве жизни смежные области, так что истина скорее всего немного другая.

1. Диагностика психических заболеваний
Самое спорное применение, потому что качество ЭЭГ портативных гарнитур с сухими электродами оставляет желать лучшего, и такие гарнитуры не регистрируются как медицинские приборы. Тем не менее, можно давать рекомендации посетить врача.

Как?
Например, болезнь Альцгеймера можно выявить по изменению активности тета-, дельта- и альфа-ритмов мозга. В сентябре 2021 года от исследователей из Университета в Бате вышла статья про быстрый тест на болезнь Альцгеймера с помощью неинвазивной нейрогарнитуры, пусть и с мокрыми электродами.

Компании и продукты: Electrical Geodesics Inc.

2. Протезирование
Сюда я отношу гарнитуры, которые помогают шевелить конечностями или целиком их заменяют. Конечно, существуют протезы и для восстановления зрения и прочих функций нервной системы, но они в большинстве своём инвазивные.

Как?
В 2019 году американским исследователям из Университета Карнеги-Меллона удалось создать неинвазивный нейроинтерфейс для управления роборукой. По сути они нетривиально улучшили алгоритм распознавания и изменили способ обучения управлению гарнитуры для человека.

Также регулярно проводится международное мероприятие Cybathlon, где соревнуются люди с ограниченными возможностями, пользуясь продвинутыми ассистивными технологиями. От России в дисциплине "управление интерфейсами "мозг-компьютер"" участвует команда компании Neurobotics.
Что касается восстановления зрения: в лаборатории нейроробототехники МФТИ разработали алгоритм, который по ЭЭГ может восстановить картинку, которую видит человек. Классов таких картинок пока немного, но демо впечатляет. Может, когда-нибудь получится прозреть без вскрытия черепа.

Компании и продукты: g.tec

3. Реабилитация
Ещё одна ниша — помощь в реабилитации после различных заболеваний.

Как?
Распознавать двигательные команды мозга вполне можно, неинвазивно снимая и обрабатывая ЭЭГ. А значит, можно и помогать людям быстрее восстановиться после инсульта. Этим в основном и занимаются: в России — Центр биоэлектрических интерфейсов ВШЭ, проект ExoAtlet; за границей наиболее известны g.tec.
Также российская компания Neurobotics в 2021 году провела ряд исследований и вывела на рынок программу Нейро-V для своей гарнитуры Neuroplay. Нейро-V предполагается использовать для борьбы с последствиями COVID-19 и в целом при психоэмоциональных нарушениях.

Компании и продукты: (ExoAtlet), Neurobotics (Нейро-V), g.tec

4. Ментальное здоровье
Эта сфера сама по себе очень шустро растёт последние годы. Неудивительно, что и производители гарнитур целятся в неё. Основная ниша — всевозможные продукты для медитации. Также создаются B2B-решения для борьбы с выгоранием сотрудников.

Как?
Чаще всего в таких продуктах измеряют уровень концентрации и расслабления пользователя — это преимущественно ЭЭГ лобных долей и "гадание" по ритмам. Далее по времени в одном состоянии или другим параметрам концентрации делают выводы, насколько человек эффективен. И, естественно, дают советы, как эффективность повысить.

Компании и продукты: InteraXon (Muse 2), Emotiv (Insight Headset)

#применение

5. Тренировка состояний
По некоторым исследованиям (например, вот, но в более уважаемых журналах чего-то подобного пока не нашла), человеку, чтобы эффективно решать задачи или отдыхать, требуется находиться в особом умственном состоянии. То есть, чтобы мозг перешёл на бета- или альфа-ритмы. Поэтому появились устройства, которые позволяют тренировать лёгкое и быстрое переключение между состояниями, а также максимально долго оставаться в нужном состоянии. Эта область перекликается с предыдущей, только здесь требуется большая инициатива от пользователя.

Компании и продукты: Neurobotics (Neuroplay)


Остановимся пока на этом. Если узнаю что-то еще, то дополню статью.

#какэто

ТУЦ-ТУЦ: РИТМЫ МОЗГА

Напоминаю: когда мы думаем, наши нейроны в мозгу обмениваются веществами и электрическими импульсами. При этом, частота импульсов меняется для разных задач и состояний мозга.
Интервалы частот колебаний исследователи выделяют в "ритмы". Всего различают несколько типов ритмов мозга: альфа, бета, гамма, дельта, тета, каппа, мю, тау, лямбда, сигма.
Мы рассмотрим только часть из них, и поймём, как это связано с процессами в мозге.

Альфа
Частота 8-14 Гц
Амплитуда 30-70 мкВ

Самая высокая амплитуда альфа-ритма достигается, когда человек находится в спокойном и расслабленном состоянии бодрствования, особенно с закрытыми глазами в тёмном помещении. Амплитуда альфа-ритма ослабляется, когда человек сконцентрирован на чём-то или активно думает над задачей.
Ярче всего ритм выражен в затылочных отделах мозга.

Нейрогарнитуры распознают расслабление зачастую именно по альфа-ритму.


Бета
Частота 15-30 Гц
Амплитуда 5-30 мкВ

Колебания мозга переходят в бета-ритм, когда человек активен. В основном бета-ритм выражен в лобных долях мозга. Если человек что-то внезапно замечает, старательно думает или эмоционально возбуждается, бета-ритм усиливается и распространяется на другие области мозга. Также бета-ритм характерен для фазы быстрого сна, когда мы видим сны и создаём ассоциативные связи.

Нейрогарнитуры измеряют уровень концентрации в том числе по бета-ритму.


Гамма
Частота 30-170 Гц
Амплитуда < 10 мкВ

Гамма-ритм можно наблюдать, когда человек максимально сосредоточен на какой-либо задаче. Некоторые исследователи связывают этот ритм с работой сознания.

При анализе мозговой активности гамма-ритм часто отфильтровывают, потому что он совпадает по частоте с мышечными потенциалами — то есть, легко перепутать с непроизвольными движениями глаз и мышц шеи или челюсти. Тем не менее, его можно использовать при сопоставлении с миограммой, понимая, когда активен мозг, а когда что-то другое.


Дельта
Частота 1-4 Гц
Амплитуда 20-200 мкВ

Дельта-ритм характерен для восстановительных процессов — то есть, когда человек спит в фазе глубокого сна, находится в коме или под кайфом.

Из применений — по аномалиям в дельта-ритме можно найти местоположение опухоли мозга.


Тета
Частота 4-8 Гц
Амплитуда 20-100 мкВ

Тета-ритм различим во фронтальных зонах мозга и гиппокампе при входе человека в "сумеречное" состояние, когда человек засыпает. Иногда возникает во время фазы быстрого сна, как и бета-ритм.

Также считается, что тета-ритм активируется вместе с ориентировочным рефлексом или при выборе с высокой неопределённостью — то есть, когда мы срочно пытаемся обработать происходящую вокруг дичь.


Все эти "наблюдаются", "характерны" и прочие безапелляционные глаголы относятся к здоровым людям без патологий психического состояния. Смотря на активность мозга при разной деятельности человека, вполне можно выявить отклонения и подтвердить некоторые диагнозы, например, депрессию или шизофрению. Ради нашего общего блага, подробнее рассказывать об этом здесь я не буду, пусть таким занимаются специалисты с медицинским оборудованием.

Подытожим: если вы хотите нейроуправлять чем-то, то альфа- и бета-ритмы — ваши бро. Использование остального либо требует страданий, либо бессмысленно.

Написала всё это и задумалась: можно ли создавать мелодии на основе ритмов мозга? Вот и идея для стартапа готова!

Для тех, кому лень читать — наглядная картинка с ритмами, взятая отсюда

ГДЕ Я?

Спокойно, я всё объясню!
Вы на канале Дарьи @emmanon, будущей нейроведьмочки.

Здесь я с научно-бытовой точки зрения рассказываю о том, как управлять чем угодно силой мысли.

Зачем вам это читать?
1. Вы первыми узнаете, как выжать максимум из своего мозга задёшево — без вскрытия черепа и по цене окулуса.
2. Поймете, как и почему развиваются нейротехнологии. А, значит, в какие компании из этой сферы лучше пристроить свои денежки.
3. Возможно, найдёте вдохновение и партнёров, чтобы тоже создать что-то нейротехнологичное.
4. Сможете поспорить со мной в комментах и увеличить общий объем познаний.
5.Ну и конечно
КАМОН, РЕБЯТ, ФАЕРБОЛЫ СИЛОЙ МЫСЛИ!

Карта канала, чтобы вы не заблудились:

#какэто
Что такое ЭЭГ?
Что такое нейрогарнитура?
Нейрогарнитуры и области мозга
Ритмы мозга
P300
SSVEP

#обзор нейрогарнитур
Muse
NextMind
Emotiv Insight

#новости
Парализованный мужчина общается силой мысли
Нейронаушники
Нейромагия в Skyrim
Кусочек искусственного мозга в тарелке
Reinforcement Learning в BCI
Китайский робот-помощник фабричным рабочим

#применение
Качество жизни

#полезности
Датасеты ЭЭГ

#проект
БДЫЩ силой мысли в экстремальных условиях

Дисклеймер: всё содержимое постов является личным мнением автора. Автор не специалист в области нейрофизиологии и может трактовать что-то неверно. Поэтому критика всегда приветствуется!

#какэто

P300

Если вы стали активно гуглить про нейрогарнитуры и вычитывать характеристики пользовательских устройств, то могли заметить загадочное понятие "P300". Что же это? Модный электрод с золотым напылением? Конфигурация чипа? Нет и нет.

P300 — это вызванный в мозге потенциал, который можно засечь через 300-500 милисекунд после внешнего стимула.

Работает это так: перед вами возникает определённый стимул, примерно полсекунды вы тормозите и затем в вашем мозге возникает отклик. На ЭЭГ это выглядит как пик амплитуды сигнала.

Почему этим принято хвастаться на лендингах нейрогарнитур?
Дело в том, что распознавание P300 на ЭЭГ это наиболее точный из современных методов определения конкретной активности мозга. Это позволяет получать наилучшее качество в нейроуправлении.
Конечно, есть минус — потенциал P300 надо как-то вызывать. Для нейроуправления на P300-приводе обычно делают специальные интерфейсы (NextMind) или ориентируются на то, что человек должен увидеть в стандартной игре.

Для тех читателей, которые любят обучать железки, в заключение дарю найденную статью о том, как запилить простой классификатор P300 на сырых ЭЭГ-данных.

Картинка со сравнением откликов P300 на искомый и случайный стимул из статьи

1/2
Так совершенно случайно совпало, что я и работаю над мобильной демо-игрой (самый удобный способ тестировать нейроуправление), и обучаюсь на программе ВШЭ “Менеджмент игровых проектов”. На одном из курсов требовалось провести какое-либо исследование, и я не могла упустить этот шанс.

Итак, две недели назад я составила и провела опрос, результаты которого обещала выложить в этот канал. Вот и настал час расплаты за ваши ответы!

Всего я получила 84 ответа, из которых 69 человек принадлежали моей целевой аудитории (ЦА) — айтишники и околоайтишники из крупных городов России. Бесконечность в статистике начинается с 30, поэтому считаем, что моё исследование максимально достоверно (про доверительные интервалы можете рассказать в комментах 😉).
Еще получила много обратной связи, за что большое спасибо неравнодушным! Следующие опросы буду создавать с учётом замечаний.

Вопросов-гипотез у меня было несколько:
1️⃣ Сколько денег тратит на игры моя ЦА?
2️⃣ Как часто моя ЦА играет в игры и какие из них предпочитает?
3️⃣ У какой доли моей ЦА есть нейрогарнитуры?
4️⃣ Какие гаджеты использует моя ЦА?

Теперь к результатам!

Начну с самого печального вопроса 3️⃣.
Ни у кого нет и не было нейрогарнитуры. То есть, никто из респондентов никогда не испытывал великолепное ощущение магии нейроуправления. Ну что ж, будем с этим работать!

С другими двумя гипотезами будем разбираться по отдельности для каждой возрастной группы респондентов.

18-24 — 54%

ПК-игры
Не играют — 55%
От 1 до 3 раз в неделю — 32%
От 3 до 6 раз в неделю — 8%
Каждый день — 5%

Консольные игры
Не играют — 68%
От 1 до 3 раз в неделю — 32%
От 3 до 6 раз в неделю — 0%
Каждый день — 0%

Мобильные игры
Не играют — 68%
От 1 до 3 раз в неделю — 13%
От 3 до 6 раз в неделю — 3%
Каждый день — 16%

Тратят на игры в месяц
Ничего — 47%
< 1000 рублей — 37%
1000 - 5000 рублей — 16%

Из любопытного (но статистически недостоверного): все, кто покупал мобильные игры в последнем месяце, в среднем тратят на игры в меньше 1000 рублей за месяц.


25-29 — 26%

ПК-игры
Не играют — 33%
От 1 до 3 раз в неделю — 45%
От 3 до 6 раз в неделю — 17%
Каждый день — 5%

Консольные игры
Не играют — 78%
От 1 до 3 раз в неделю — 17%
От 3 до 6 раз в неделю — 5%
Каждый день — 0%

Мобильные игры
Не играют — 68%
От 1 до 3 раз в неделю — 22%
От 3 до 6 раз в неделю — 5%
Каждый день — 5%

Тратят на игры в месяц
Ничего — 28%
< 1000 рублей — 50%
1000 - 5000 рублей — 22%


30+ — 20%

ПК-игры
Не играют — 29%
От 1 до 3 раз в неделю — 36%
От 3 до 6 раз в неделю — 14%
Каждый день — 21%

Консольные игры
Не играют — 57%
От 1 до 3 раз в неделю — 29%
От 3 до 6 раз в неделю — 14%
Каждый день — 0%

Мобильные игры
Не играют — 72%
От 1 до 3 раз в неделю — 14%
От 3 до 6 раз в неделю — 0%
Каждый день — 14%

Тратят на игры в месяц
Ничего — 36%
< 1000 рублей — 21%
1000 - 5000 рублей — 29%
> 5000 — 14%


Выводы из чисел предоставляю сделать вам.
За сырыми данными опроса можете писать мне в ЛС (есть в закрепе).
Инфографику возможно осилю, но не обещаю.

Вопрос 4️⃣, касающийся использования гаджетов, освещу чуть позже, не отключайтесь!

2/2
Продолжаю рассказывать о результатах опроса. Сегодня про наличие гаджетов у целевой аудитории — 69 айтишников и околоайтишников из крупных городов России.

Напоминаю, что нейрогарнитур нет и не было ни у кого 🥲
А что по остальным штуковинам? Как и в прошлый раз, рассмотрим ответы по-отдельности для каждой возрастной группы респондентов.


18-24 — 54%

VR-шлем
Есть, купил(а) — 5%
Есть, подарили — 3%
Нет и не было — 92%

AR-очки
Есть, купил(а) — 3%
Есть, подарили — 3%
Нет и не было — 94%

Продукция Apple
Есть, купил(а) — 41%
Есть, подарили — 19%
Раньше была, сейчас нет — 3%
Нет и не было — 37%

Умные часы
Есть, купил(а) — 35%
Есть, подарили — 14%
Раньше были, сейчас нет — 5%
Нет и не было — 46%

Игровая консоль
Есть, купил(а) — 19%
Есть, подарили — 19%
Нет и не было — 62%

Умный дом
Есть, купил(а) — 16%
Есть, подарили — 35%
Нет и не было — 49%


25-29 — 26%

VR-шлем
Есть, купил(а) — 6%
Есть, подарили — 6%
Раньше был, сейчас нет — 6%
Нет и не было — 82%

AR-очки
Есть, купил(а) — 6%
Нет и не было — 94%

Продукция Apple
Есть, купил(а) — 44%
Раньше была, сейчас нет — 6%
Нет и не было — 50%

Умные часы
Есть, купил(а) — 28%
Есть, подарили — 6%
Раньше были, сейчас нет — 22%
Нет и не было — 44%

Игровая консоль
Есть, купил(а) — 17%
Есть, подарили — 17%
Раньше была, сейчас нет — 6%
Нет и не было — 60%

Умный дом
Есть, купил(а) — 17%
Есть, подарили — 6%
Нет и не было — 77%


30+ — 20%

VR-шлем
Есть, купил(а) — 21%
Есть, подарили — 14%
Нет и не было — 65%

AR-очки
Нет и не было — 100%

Продукция Apple
Есть, купил(а) — 57%
Есть, подарили — 7%
Нет и не было — 36%

Умные часы
Есть, купил(а) — 57%
Раньше были, сейчас нет — 14%
Нет и не было — 29%

Игровая консоль
Есть, купил(а) — 36%
Раньше была, сейчас нет — 7%
Нет и не было — 57%

Умный дом
Есть, купил(а) — 21%
Есть, подарили — 14%
Нет и не было — 65%


Из любопытных имхо-инсайтов по скромной выборке:
➡️ VR-шлем есть преимущественно у людей с доходом 200-300 тыс. рублей;
➡️ Почти ни у кого из владельцев VR нет игровых консолей, зато есть продукция Apple;
➡️ До 30 люди дарят друг другу игровые консоли, а после — штуки для умного дома;
➡️ Чаще всего люди разочаровываются в умных часах.

Ещё раз спасибо всем за участие! За сырыми ответами стучитесь в ЛС.

#обзор

Emotiv Insight

Добрались до очередной популярной в узких кругах гарнитуры — Emotiv Insight от австралийской компании Emotiv Inc. У Emotiv есть и более продвинутые устройства, например, Emotiv EPOC X, но нам интересны портативные и простые в использовании гарнитуры.
Emotiv Insight появились на Kickstarter в августе 2013, в июле 2015 закрыли сборы, получив $1,6 млн вместо запланированных $100 тыс. В августе 2015 покупатели получили свои устройства. То есть, на рынке гарнитура уже давно.

Модельный ряд
Emotiv Insight, 299$ — то, что мы обозреваем.
Emotiv EPOC X, 849$ — 14-канальная гарнитура с полусухими электродами.
Emotiv EPOC FLEX Kit, 1699$+ — шапка с мокрыми электродами для исследований.

Тип
Неинвазивная гарнитура с 5 полусухими — работает на сухую, но можно смочить для качества— электродами: 4 активных (AF3, AF4, T7, T8, Pz) и 2 референтных на мастоидах (за ушами).

Как и что меряют
Измеряют ЭЭГ, но также на устройстве есть акселерометр, гироскоп и магнитометр.
Всё это помогает различать
- эмоции: радость, вовлеченность, расслабление, интерес, стресс и концентрацию
- выражения лица: моргание, подмигивание правым и левым глазом, удивление, улыбку, нахмуривание
- одновременно 4 команды из списка: толкать, тянуть, поднять, уронить, право, лево, повернуть налево, повернуть направо, повернуть вперед, повернуть назад, повернуть по часовой стрелке, повернуть против часовой стрелки, исчезнуть
Команды предлагается записывать рандомно, из серии “представьте, что вы поднимаете вверх объект, а мы запомним соответствующий ментальный паттерн”.

Применение
Любопытно, что сейчас Emotiv Inc активно привлекают людей для исследований — буквально платят за то, что ты записываешь купленным у них устройством определенные датасеты.
По играм:
- Emotiv Labs создали ряд милых игр, которые в основном помогают лучше узнать свой мозг и себя;
- одна из первых нормальных ПК-игр , в которой можно управлять магией с помощью гарнитуры Emotiv EPOC (не Insight, но всё же).

Также достаточно большое число считываемых состояний (команды и эмоции) позволяет
- управлять квадрокоптером
- водить курсором по экрану смартфона

Деньги
Emotiv Systems была основана в Австралии в далёком 2003 командой мечты: неврологом, радиотехником и предпринимательницей Тан Ли. В результате их многолетнего труда в 2009 появилась гарнитура Emotiv EPOC. А в 2010 Тан Ли решила создать отдельную компанию Emotiv Lifesciences в США, куда сооснователи Emotiv Systems уже не вошли. В 2013 новую компанию переименовали в Emotiv Inc и запустили сбор на кикстартере на новую нейрогарнитуру Insight. Всего собрали $1,6 млн к 2015 году. Также в 2015 подняли пресид на $120 тыс, инвесторами стали Disney Accelerator и Techstars. Больше раундов не проводили.
На официальном сайте заявляют, что продано уже более 70 тысяч гарнитур, что говорит о суммарной выручке минимум в $21 млн за 6 лет.

Брать?
Как мне показалось, это наиболее нацеленное в сторону нейроуправления устройство: тут тебе и куча команд из коробки, и сырые данные по лицензии, и куча исследований, которые позволяют верить в светлое будущее.
В общем, я добавила себе в вишлист. Дальше выбор за вами.
Еще нашла занятное видео со сравненим нейрогарнитур Emotiv, Muse и NeuroSky и провалилась в канал человека, который тоже угорает по нейрогарнитурам. Наслаждайтесь.

Ссылки
— официальный сайт

#неинвазивный_интерфейс
#EEG