Super_Spec
Местный
Нейроплатформа I-Brain с применением технологии блокчейна стала лучшим инновационным проектом России. Об этом заявили представители Внешэкономбанка. Проект помогает парализованным людям вернуться к полноценной жизни.
Как устроена инновационная нейроплатформа и какую роль в ее работе играет технология блокчейна, корреспонденту Bits.media рассказал представитель Центра инноваций в нейронауке университета Тель-Авива (Израиль), генеральный директор проекта I-Brain, кандидат технических наук Константин Сонькин.
Константин, с чего началась история проекта I-Brain?
Восемь лет назад я со своим научным руководителем выбирал тему для кандидатской диссертации. Тогда у нас родилась идея использовать последние разработки в области искусственного интеллекта для распознавания сигналов интеллекта естественного. Чтобы осуществить эту задачу, мы собрали группу специалистов. В неё вошли видные нейрофизиологи, врачи, экономисты, специалисты по продажам и, конечно, талантливые программисты. После этого началась усердная и скрупулезная работа над проектом.
Что собой представляет нейроплатформа?
I-Brain - это совокупность нейроинтерфейса и алгоритмов софта. Нейроинтерфейс представляет собой аппаратное средство регистрации считывания сигналов головного мозга, а алгоритм софта распознаёт эти сигналы, превращая воображаемые движения пациента в реальные. Представьте себе человека, который не может двигаться. Несмотря на это, он может представить движение той или иной частью своего тела. Именно это воображаемое движение детектирует и распознаёт наш нейроинтерфейс. Миссия I-Brain - помочь людям, обездвиженным в результате инсульта или другой черепно-мозговой травмы, восстановить способность двигаться. Мы пытаемся это сделать через реализацию цифрового выхода мозга пациента. Мы уверены, что именно цифровой выход сможет вернуть обездвиженного человека к полноценной жизни. То есть мы работаем над тем, чтобы команды мозга пациента могли управлять цифровыми интеллектуальными системами.
Как устроена платформа с технической точки зрения?
Нейроплатформа состоит из четырёх блоков. Первый блок - это регистрация электроэнцефалографических сигналов. Она происходит с помощью специализированных электродов, которые мы размещаем на поверхности головы пациента, и миниатюрного мобильного энцефалографа, который регистрирует данные электрической активности головного мозга, передавая информацию в компьютер по Bluetooth. Второй блок отвечает за анализ данных. На этом этапе полученная информация анализируется при помощи электрофизиологических методов, они реализованы в виде алгоритмов машинного обучения. То есть компьютер на базе переданных ему данных реализует анализ входных ЭЭГ данных и извлекает характерные признаки для определённых действий, которые человек воображает в своём мозге. На третьем этапе эти извлечённые характерные признаки передаются системе классификации. Классификатор - это искусственный интеллект, он реализован в виде ансамбля искусственных нейронных сетей, которые обучаются распознавать определенный класс движений: сжатие кисти правой или левой руки, движение пальцев. И последний блок - управляющий. В режиме реального времени на базе распознанных сигналов происходит управление специализированными реабилитационными приложениями на компьютере. Временные задержки - меньше 500 миллисекунд, что обеспечивает связывание в мозге пациента его интенции, попытки движения и результата, который он видит на экране компьютера.
Какова цель притменения блокчейна в нейроплатформе?
Блокчейн - это технология, которую мы не имеем права не изучить и не применить в работе нашей платформе. Ведь распределённый реестр положил начало новой эпохе хранения информации.
Во-первых, блокчейн гарантирует достоверность данных и их надежность. Это важно при работе не только с финансами, но и с биомедицинскими данными. Информацию в распределённом реестре никто не может подделать или изменить. Хранение данных в блокчейне - прозрачное, невозможно тайно использовать сведения в системе, и все знают, кто несёт ответственность за размещение, публикацию и хранение этих данных.
Во-вторых, блокчейн делает инновационные методики здравоохранения доступными для специалистов со всего мира. Мы постоянно совершенствуем методы искусственного интеллекта, успех на 90% зависит от того, как мы накопили данные и насколько качественно сумели их сохранить, не нарушив при этом законодательство и права людей на хранение их персональных данных. Поэтому блокчейн помогает нам не только развивать мощность искусственного интеллекта, но и сделать такого рода данные доступными для многих разработчиков, подстегнув тем самым развитие нейротехнологии.
В-третьих, блокчейн даёт возможность учёным и программистам обмениваться данными. Это очень важно, потому что каждый специалист в этой области с большим трудом регистрирует и хранит в своей небольшой базе данных маленькие объёмы информации. Это ограничивает развитие индустрии в целом. Существует много энцефалографических баз данных, но доступ к ним ограничен.
Поэтому, когда мы увидим, что нейроплатформа способна работать в промышленном масштабе, мы заблаговременно привлечём в нашу команду ещё больше специалистов по блокчейну, и поставим перед ними задачу обеспечить надежное и безопасное, соответствующее новым регулятивным требованиям, хранение медицинской информации.
Константин, я знаю, что вы создали под проект ICO. Расскажите, на какие цели потратите привлечённые средства?
Мы направим полученные в ходе ICO средства на решение целого ряда задач. Во-первых, мы усовершенствуем алгоритмы и программное ядро нейроплатформы. Во-вторых, на эти деньги мы продолжим разработку прикладного программного обеспечения и совершенствование технической базы I-Brain. В-третьих, полученные средства дадут нам возможность продолжить исследование активности мозга при управлении движениями. Наконец, мы хотим масштабировать нашу бизнес-модель. Мы планируем сформировать локальные команды и начать продажи в разных странах. Ну и конечно, деньги нам нужны для юридической защиты проекта, нужно получить необходимые сертификаты и подготовить разрешительную документацию.
Где уже применяете разработку?
Мы используем нейроинтерфейс для академических исследований. Также мы начали работать с пациентами. Через месяц мы запускаем масштабные клинические испытания в одной из крупнейших реабилитационных клиник Санкт-Петербурга - в городской больнице #40. Мы проведем испытания под научным руководством главного реабилитолога города. Далее мы планируем заняться мониторингом работы мозга здоровых людей. Это позволит понять когнитивную нагрузку на мозг человека и предупредить о возможной перегрузке.
С какими трудностями вы сталкивались на пути реализации проекта?
Трудности преследуют нас везде и во всем.
Во-первых, государство не понимает важности инновационной и прикладной деятельности. К сожалению, в стране неразвита культура венчурных инвестиций в тяжёлые наукоемкие проекты. Все это тормозит развитие инновационного предпринимательства в России. Наши зарубежные коллеги получают гранты в миллионы долларов, а мы изо всех сил стараемся получить грант хотя бы в миллион рублей.
Во-вторых, наше развитие тормозит существующее законодательство. Я считаю, что медицинские учреждения должны перестать регулировать немедикаментозное лечение пациентов. То есть реабилитация людей должна находиться в одной плоскости с теми процедурами, которые не требуют получения специальных лицензии, например, с массажем. Государству не следует возлагать ответственность за реабилитацию пациентов на итак перегруженных врачей, которые едва успевают спасать действительно серьёзно больных людей.
Существуют ли подобные проекты за рубежом?
Безусловно, существуют. Около двадцати ведущих лаборатории в Соединенных Штатах, Европе и России занимаются разработками интерфейсов "мозг-компьютер". Однако только 2-3 лаборатории провели пробные тестирования на пациентах. Все эти проекты немного отличаются друг от друга. Например, наша нейроплатформа способна распознавать большее количество движений, нежели другие. Также наш комплекс может применять на дому, потому что он портативный, беспроводной и производит реабилитацию в игровой форме, понятной каждому пациенту.
На каком этапе находится внедрение в России по сравнению с другими странами?
В целом, мы идём в ногу с миром. То есть никак. Впереди планеты всей - Австрия и США, там эти технологии уже внедряются, а страховые компании покрывают затраты. Нужно сказать, что драйвером инновации являются именно страховые компании. Они стремятся сократить издержки на пожизненную поддержку обездвиженных людей. Поэтому если появляются новые технологии, которые могут сократить срок реабилитации пациента или увеличить ее эффективность, первыми за это платят страховые компании. К сожалению, в России страховщики не настолько внимательно наблюдают за инновациями, как их западные коллеги.
Как устроена инновационная нейроплатформа и какую роль в ее работе играет технология блокчейна, корреспонденту Bits.media рассказал представитель Центра инноваций в нейронауке университета Тель-Авива (Израиль), генеральный директор проекта I-Brain, кандидат технических наук Константин Сонькин.
Константин, с чего началась история проекта I-Brain?
Восемь лет назад я со своим научным руководителем выбирал тему для кандидатской диссертации. Тогда у нас родилась идея использовать последние разработки в области искусственного интеллекта для распознавания сигналов интеллекта естественного. Чтобы осуществить эту задачу, мы собрали группу специалистов. В неё вошли видные нейрофизиологи, врачи, экономисты, специалисты по продажам и, конечно, талантливые программисты. После этого началась усердная и скрупулезная работа над проектом.
Что собой представляет нейроплатформа?
I-Brain - это совокупность нейроинтерфейса и алгоритмов софта. Нейроинтерфейс представляет собой аппаратное средство регистрации считывания сигналов головного мозга, а алгоритм софта распознаёт эти сигналы, превращая воображаемые движения пациента в реальные. Представьте себе человека, который не может двигаться. Несмотря на это, он может представить движение той или иной частью своего тела. Именно это воображаемое движение детектирует и распознаёт наш нейроинтерфейс. Миссия I-Brain - помочь людям, обездвиженным в результате инсульта или другой черепно-мозговой травмы, восстановить способность двигаться. Мы пытаемся это сделать через реализацию цифрового выхода мозга пациента. Мы уверены, что именно цифровой выход сможет вернуть обездвиженного человека к полноценной жизни. То есть мы работаем над тем, чтобы команды мозга пациента могли управлять цифровыми интеллектуальными системами.
Как устроена платформа с технической точки зрения?
Нейроплатформа состоит из четырёх блоков. Первый блок - это регистрация электроэнцефалографических сигналов. Она происходит с помощью специализированных электродов, которые мы размещаем на поверхности головы пациента, и миниатюрного мобильного энцефалографа, который регистрирует данные электрической активности головного мозга, передавая информацию в компьютер по Bluetooth. Второй блок отвечает за анализ данных. На этом этапе полученная информация анализируется при помощи электрофизиологических методов, они реализованы в виде алгоритмов машинного обучения. То есть компьютер на базе переданных ему данных реализует анализ входных ЭЭГ данных и извлекает характерные признаки для определённых действий, которые человек воображает в своём мозге. На третьем этапе эти извлечённые характерные признаки передаются системе классификации. Классификатор - это искусственный интеллект, он реализован в виде ансамбля искусственных нейронных сетей, которые обучаются распознавать определенный класс движений: сжатие кисти правой или левой руки, движение пальцев. И последний блок - управляющий. В режиме реального времени на базе распознанных сигналов происходит управление специализированными реабилитационными приложениями на компьютере. Временные задержки - меньше 500 миллисекунд, что обеспечивает связывание в мозге пациента его интенции, попытки движения и результата, который он видит на экране компьютера.
Какова цель притменения блокчейна в нейроплатформе?
Блокчейн - это технология, которую мы не имеем права не изучить и не применить в работе нашей платформе. Ведь распределённый реестр положил начало новой эпохе хранения информации.
Во-первых, блокчейн гарантирует достоверность данных и их надежность. Это важно при работе не только с финансами, но и с биомедицинскими данными. Информацию в распределённом реестре никто не может подделать или изменить. Хранение данных в блокчейне - прозрачное, невозможно тайно использовать сведения в системе, и все знают, кто несёт ответственность за размещение, публикацию и хранение этих данных.
Во-вторых, блокчейн делает инновационные методики здравоохранения доступными для специалистов со всего мира. Мы постоянно совершенствуем методы искусственного интеллекта, успех на 90% зависит от того, как мы накопили данные и насколько качественно сумели их сохранить, не нарушив при этом законодательство и права людей на хранение их персональных данных. Поэтому блокчейн помогает нам не только развивать мощность искусственного интеллекта, но и сделать такого рода данные доступными для многих разработчиков, подстегнув тем самым развитие нейротехнологии.
В-третьих, блокчейн даёт возможность учёным и программистам обмениваться данными. Это очень важно, потому что каждый специалист в этой области с большим трудом регистрирует и хранит в своей небольшой базе данных маленькие объёмы информации. Это ограничивает развитие индустрии в целом. Существует много энцефалографических баз данных, но доступ к ним ограничен.
Поэтому, когда мы увидим, что нейроплатформа способна работать в промышленном масштабе, мы заблаговременно привлечём в нашу команду ещё больше специалистов по блокчейну, и поставим перед ними задачу обеспечить надежное и безопасное, соответствующее новым регулятивным требованиям, хранение медицинской информации.
Константин, я знаю, что вы создали под проект ICO. Расскажите, на какие цели потратите привлечённые средства?
Мы направим полученные в ходе ICO средства на решение целого ряда задач. Во-первых, мы усовершенствуем алгоритмы и программное ядро нейроплатформы. Во-вторых, на эти деньги мы продолжим разработку прикладного программного обеспечения и совершенствование технической базы I-Brain. В-третьих, полученные средства дадут нам возможность продолжить исследование активности мозга при управлении движениями. Наконец, мы хотим масштабировать нашу бизнес-модель. Мы планируем сформировать локальные команды и начать продажи в разных странах. Ну и конечно, деньги нам нужны для юридической защиты проекта, нужно получить необходимые сертификаты и подготовить разрешительную документацию.
Где уже применяете разработку?
Мы используем нейроинтерфейс для академических исследований. Также мы начали работать с пациентами. Через месяц мы запускаем масштабные клинические испытания в одной из крупнейших реабилитационных клиник Санкт-Петербурга - в городской больнице #40. Мы проведем испытания под научным руководством главного реабилитолога города. Далее мы планируем заняться мониторингом работы мозга здоровых людей. Это позволит понять когнитивную нагрузку на мозг человека и предупредить о возможной перегрузке.
С какими трудностями вы сталкивались на пути реализации проекта?
Трудности преследуют нас везде и во всем.
Во-первых, государство не понимает важности инновационной и прикладной деятельности. К сожалению, в стране неразвита культура венчурных инвестиций в тяжёлые наукоемкие проекты. Все это тормозит развитие инновационного предпринимательства в России. Наши зарубежные коллеги получают гранты в миллионы долларов, а мы изо всех сил стараемся получить грант хотя бы в миллион рублей.
Во-вторых, наше развитие тормозит существующее законодательство. Я считаю, что медицинские учреждения должны перестать регулировать немедикаментозное лечение пациентов. То есть реабилитация людей должна находиться в одной плоскости с теми процедурами, которые не требуют получения специальных лицензии, например, с массажем. Государству не следует возлагать ответственность за реабилитацию пациентов на итак перегруженных врачей, которые едва успевают спасать действительно серьёзно больных людей.
Существуют ли подобные проекты за рубежом?
Безусловно, существуют. Около двадцати ведущих лаборатории в Соединенных Штатах, Европе и России занимаются разработками интерфейсов "мозг-компьютер". Однако только 2-3 лаборатории провели пробные тестирования на пациентах. Все эти проекты немного отличаются друг от друга. Например, наша нейроплатформа способна распознавать большее количество движений, нежели другие. Также наш комплекс может применять на дому, потому что он портативный, беспроводной и производит реабилитацию в игровой форме, понятной каждому пациенту.
На каком этапе находится внедрение в России по сравнению с другими странами?
В целом, мы идём в ногу с миром. То есть никак. Впереди планеты всей - Австрия и США, там эти технологии уже внедряются, а страховые компании покрывают затраты. Нужно сказать, что драйвером инновации являются именно страховые компании. Они стремятся сократить издержки на пожизненную поддержку обездвиженных людей. Поэтому если появляются новые технологии, которые могут сократить срок реабилитации пациента или увеличить ее эффективность, первыми за это платят страховые компании. К сожалению, в России страховщики не настолько внимательно наблюдают за инновациями, как их западные коллеги.
