Есть люди, которым вполне может пригодиться интерфейс, позволяющий контролировать различные устройства носом — с помощью вдохов и выдохов. Это не только инвалиды, но и те, у кого просто заняты руки — например, пилоты или хирурги.

Исследователи из Института Вейцмана (Израиль) разработали и построили прибор, который фиксирует изменения давления воздуха в ноздрях и переводит их в электрический сигнал. Устройство было испытано на здоровых и парализованных добровольцах. Оказалось, метод легко усваивается. Участники эксперимента получили возможность контролировать инвалидную коляску, направляя её по сложным траекториям, или играть в компьютерные игры почти также ловко, как если бы пользовались мышью или джойстиком.

Запертые в неподвижном теле больные, чей разум по‑прежнему ясен, получили первую за долгие годы возможность пообщаться с близкими с помощью системы письма, управляемой посредством вдохов и выдохов.

Принюхиваясь, человек применяет один из точных моторных навыков. Поток воздуха направляется мягким нёбом, которое связано с мозгом практически «напрямую» — соединяющие их нервы просто проходят сквозь череп. Поэтому способность контролировать движения мягкого нёба сохраняется даже при тяжелых случаях паралича. Функциональная МРТ выявила, что участки мозга, отвечающие за контроль мягкого нёба и речи частично перекрываются, что позволяет интуитивно освоить технику общения посредством носа.

Для проверки своих теорий ученые сконструировали устройство с датчиком, который располагается у входа в ноздрю и фиксирует перепады давления. Версия для пациентов в респираторах несколько отличалась от основной. Первоначальные тесты на здоровых добровольцах показали, что устройство достойно выдерживает сравнение с джойстиком или мышью в компьютерных играх. Дальнейшие тесты проводились на парализованных людях.

Один из пациентов, потерявший подвижность после инсульта, за несколько дней освоил прибор и смог переписываться со своей семьей. Другой, парализованный 18 лет назад вследствие ДТП, отметил, что пользоваться таким способом общения гораздо проще, чем донести до кого-либо нужную мысль, моргая глазами. Еще одному из 10 участников эксперимента с помощью нового устройства удалось освоить компьютер и научиться писать сообщения.

Для управления инвалидной коляской использовалась следующая нехитрая система команд: два коротких вдоха — «вперед», два выдоха — «назад», вдох-выдох — направо, выдох-вдох — налево. Попрактиковавшись 15 минут, парализованный пациент (как и несколько здоровых добровольцев) сумел проехать довольно сложный маршрут.

Вдохи и выдохи могут быть сильными или слабыми, короткими или длинными. Различные их вариации позволили разработчикам создать своеобразный «язык». Новая система является относительно недорогой в производстве и достаточно простой в освоении по сравнению с другими интерфейсами мозг-машина. Устройство может пригодиться не только парализованным, но и различным специалистам, которым необходима «третья рука» — например, врачам или пилотам.

Но и без «дополнительных функций» человеческий нос — весьма сложный и интересный инструмент. Как мы чувствуем запахи? Какие вещества самые пахучие? У кого лучше обоняние — у мужчин или у женщин? Ответы на эти и другие вопросы — в статье «Древнейшее из чувств: Запахи».

По пресс-релизу Weizmann Institute of Science