И, наконец, биологическая связь рассматривается как часть интерфейса «человек-компьютер». Его можно использовать не только для воздействия на человека (биологическая обратная связь), но и для управления каким-либо устройством (компьютером, протезом, машиной) – прямая биологическая связь. Развитие технологий «человек-компьютер» зависит от возможности точного и оперативного (в режиме реального времени) декодирования сигналов, возникающих в нашем организме. По всему миру нейрофизиологические лаборатории работают над проблемами однозначного перевода неосознаваемых сигналов организма в машинные команды. Некоторые из разработанных алгоритмов анализа электроэнцефалограммы позволяют более чем в 90 % случаев распознавать желаемую цель на экране монитора и перемещать к ней курсор [Wolpaw JR, Flotzinger D, Pfurtscheller G, and McFarland DJ. Timing of EEG-based cursor control. J. Clin-Neurophysiol, 1997, vol.14, pp. 529—538]. На недавно проходившем в Москве симпозиуме "Современные технологии биоуправления в биологии и медицине" была продемонстрирована возможность управления автомобилем (пока что игрушечным, радиоуправляемым) с помощью детектирования нескольких компонент электроэнцефалограммы.

Не стоит ждать от высоких технологий ни сказочного решения проблем старых, ни невиданного обострения проблем новых. Никакие суперприборы не помогут, если не ясно, а что, собственно, надо найти.

Ряд исследований показал, что субъективные изменения, наблюдающиеся при биоуправлении показателями электроэнцефалограммы, могут быть и результатом внушения, и следствием резкого сокращения притока информации при пользовании приемом расфокусировки хрусталика [Кто хоть раз смотрел на стереокартинки, знает, как это делается]. С помощью ложной обратной связи удалось установить, что приятное чувство расслабления ощущали лишь те испытуемые, которые не только научились изменять альфа-ритм ЭЭГ, но и были заранее нацелены на ожидание приятных эмоций. Эти результаты показывают необходимость использования для регуляции простых, четко связанных с какой-либо функцией показателей. В отличие от ЧСС и кровяного давления, ритмы ЭЭГ – синтетический показатель, не имеющий однозначной трактовки. Мозг "не знает", что такое альфа-ритм.

Другим важным условием для успешного применения БОС является выбор адекватных критериев управления. Однако мой шестилетний опыт работы с различными использующими БОС методиками обнаружил хорошо известную ситуацию, когда в отсутствии стандарта производители дают простор фантазии. Самыми популярными явились три метода оценки эффективности биоуправления. Согласно первому из них, признаком успешности БОС считается любое отклонение параметра управления от усредненных значений (что напоминает старый анекдот о средней температуре по больнице). Во втором методе критерием эффективности БОС является изменение за время тренинга контролируемого параметра на определенную, эмпирически заданную величину (например, более 10 %). В третьем случае эффективным считается отклонение усредненного за небольшой временной интервал (например, 10 с) параметра управления от фоновых значений. Управы из Редмонда на этих производителей нет.

Но отсутствие стандарта – не самое главное. Хуже, что некоторые критерии получены, судя по всему, "потолочным методом" [Метод предполагает нахождение истины путем пристального разглядывания потолка]. Давно известно, что люди отличаются по темпераменту, быстроте и интенсивности реакций и так далее. Например, изменение на 10 % величины артериального давления для одного человека – сущий пустяк (у него без видимой причины давление меняется на 30 мм. рт. ст. за полчаса), для другого – вещь почти невозможная. Как можно равнять всех под одну гребенку? И последняя проблема большинства современных БОС-аппаратов – отсутствие механизма «foolproof». При проведении тренинга не учитывается нежелание людей усложнять себе жизнь. Очень часто можно наблюдать (особенно у маленьких пациентов), как утомленный долгими неудачами – за пять минут так и не научился управлять альфа-ритмом своего мозга, – человек засыпает, и прибор радостно показывает "значительное усиление альфа-активности". Тренинг удался! В ход идут и другие способы – наморщивание лба, та же расфокусировка хрусталика, напряжение всех мышц (если вы когда-либо «нагоняли» температуру, чтобы не пойти в школу, то понимаете, о чем я).

Подозреваю, что именно эти факты и дороговизна коммерческих приборов являются причинами "широкой известности метода в узких кругах" – в нашей стране психотерапевтическое, лечебное применение методов БОС встречается крайне редко. Впрочем, сейчас активно развивается GPL-проект OpenEEG (из серии "Сделай сам"), в рамках которого разрабатываются и программы для БОС.

Использование идеи обратной связи ставит новые проблемы, одна из которых сводится к следующему: как часто должна осуществляться обратная связь, должна ли она быть непрерывной?

Важность этой проблемы обосновал отец кибернетики Норберт Винер, отметивший, что "обратная связь в устройствах управления должна быть ограниченной, коль скоро мы хотим стабилизирующего эффекта. В противном случае, при наличии чрезмерной обратной связи, устройство приходит в самопроизвольные колебания, которые становятся все сильнее и сильнее и в конце концов либо разрушают устройство, либо по меньшей мере делают его практически неуправляемым" [Цит. по: Розет И. М. Психология фантазии. – Мн.: 1991]. Физиологи говорят о количестве информации, пропорциональном частоте ее обновления и «размерности» (определяемой количеством задействованных каналов – органов чувств). При большом объеме информации быстрее наступает утомление и ослабевает внимание.

Подводя итог, можно сказать, что при соблюдении ряда довольно очевидных условий (знать – как, чем и зачем планируется управлять, использовать для управления оптимальное количество информации) у данной технологии вполне оптимистичное будущее. Это разглядели и эксперты проекта TimeLine, предсказывающие появление управляемых с помощью биологической связи [Очевидно, по параметрам работы мозга, так как обратная связь с помощью мускульной передачи давно налажена] компьютеров в массовом пользовании к 2054 году…[www.isrl.uiuc.edu/~chip/projects/timeline/2054veazie.html] Может быть, и увидим.

Обратная связь

Автор: Родион Кудрин

Попробуйте провести карандашом идеально прямую линию, а потом сделайте то же самое с закрытыми глазами. Наверняка получилось хуже.

Связано это с тем, что, закрыв глаза, мы выключаем зрительный контроль результата своих действий, то есть – звено обратной связи. Другими словами, обратная связь позволяет нам получить своевременную информацию о результате совершаемого действия и внести в программу действия необходимые коррективы. Другой пример на ту же тему: снижение устойчивости человека в положении стоя с закрытыми глазами по сравнению с положением стоя с открытыми глазами. В обоих приведенных примерах при отсутствии визуального контроля результат совершаемого действия (проведенная линия или поддержание равновесия) оказывался хуже, чем при использовании зрения. Зрительный анализатор, несомненно, очень важен для человека, поскольку это основной биологический инструмент получения информации об окружающем мире. Но, кроме зрительного, есть еще и слуховой, вестибулярный, обонятельный, вкусовой, тактильный, проприоцептивный [Проприоцептивный анализатор позволяет оценить положение тела в пространстве и частей тела относительно друг друга с помощью рецепторов скелетных мышц, сухожилий и суставов], висцеральный [Висцеральный анализатор воспринимает механические и химические изменения внутренних органов] и болевой анализаторы. Каждый из них используется нами для контроля результата совершаемого действия и коррекции самого действия.