В последние годы технологии нейронаук переживают настоящий бум, переходя от лабораторных исследований к практическому применению в повседневной жизни. Одним из ключевых направлений является развитие интерфейсов мозг-компьютер (BCI), которые позволяют человеку напрямую взаимодействовать с устройствами, используя сигналы мозга. Однако высокая стоимость и сложность таких систем часто становятся препятствиями для исследователей, стартапов и энтузиастов. IronBCI — это низкозатратная открытая платформа BCI, которая предлагает эффективное решение, сочетающее компактное оборудование и удобное программное обеспечение для быстрого прототипирования в нейротехнологиях. Эта система способна значительно упростить процесс изучения и применения электроэнцефалографии (ЭЭГ).
Электроэнцефалография остается одной из самых доступных и надежных методик для мониторинга мозговой активности. Она базируется на регистрации электрических сигналов с поверхности головы благодаря электродам. Иными словами, ЭЭГ позволяет считывать колебания мозговой активности без侵侵侵侵侵侵侵侵侵侵侵侵侵侵侵侵侵侵侵侵侵侵инвазивных процедур, обеспечивая не только простоту, но и безопасность. Однако традиционные коммерческие аппараты ЭЭГ зачастую являются дорогими, громоздкими и не всегда приспособленными для повседневного использования, что ограничивает возможности для быстрого прототипирования и внедрения инноваций. IronBCI ориентирован на решение этих проблем за счет интеграции современных компонентов и открытых стандартов.
Устройство оснащено восемью каналами записи на базе высококачественного аналого-цифрового преобразователя ADS1299 от Texas Instruments, который признан одним из лучших для задач ЭЭГ. Такой выбор гарантирует высокое качество записи с низким уровнем внутреннего шума менее 1 микровольта, что отвечает требованиям точного измерения малых электрических сигналов мозга. Питание и управление реализованы на базе микроконтроллера STM32, обеспечивающего стабильность работы и легкость в разработке. Уникальность IronBCI заключается в компактности устройства. С диаметром платы всего 50 мм и шириной 18 мм, аппарат идеально подходит для ношения на голове, что позволяет исследовать мозговую активность в непринужденной привычной обстановке.
Система использует передовые сухие электроды Ag/AgCl, установленные по международной системе 10-20, что упрощает установку без необходимости применения гелей, имеющих непрактичность в использовании. Ключевой компонент экосистемы IronBCI — это мобильное приложение, разработанное на языке Dart с использованием популярного фреймворка Flutter. Приложение предназначено для кроссплатформенной работы на устройствах с операционными системами Android и iOS. Оно позволяет в режиме реального времени визуализировать данные ЭЭГ, регулировать параметры фильтрации и сохранять результаты для последующего анализа. Такая функциональность обеспечивает удобство и гибкость для разработчиков и конечных пользователей.
Для расширения возможностей анализа данных создан программный пакет (SDK) на языке Python. Python традиционно обладает мощной экосистемой инструментов для обработки сигналов, нейросетевого программирования и научных исследований. SDK предоставляет простой и интуитивный интерфейс для получения необработанных данных, их фильтрации и последующей интеграции в собственные проекты. Это особенно важно для исследователей и разработчиков, желающих проводить сложные эксперименты или создавать кастомные решения, например, для мониторинга стресса, когнитивной нагрузки, управления роботами и других применений. Тестирование устройства демонстрирует стабильность и надежность работы.
Испытания выявили привычные артефакты, такие как мигание и жевание, которые представлены как заметные сигналы на фоне базовой ЭЭГ. Это подтверждает способность системы выделять реальные физиологические реакции. Дополнительно была проведена проверка активности альфа-ритма (8-12 Гц), характерного для расслабленного бодрствующего состояния с закрытыми глазами. Результаты совпали с классическими пониманиями ЭЭГ, что свидетельствует о корректности и точности работы железа и ПО. Особое внимание уделено открытости проекта.
Аппаратная часть, мобильное приложение и SDK доступны в открытом доступе, что дает возможность исследователям со всего мира принимать участие в развитии и адаптации системы под различные задачи. Такая открытость способствует формированию сильного сообщества и накоплению богатого массива данных для более глубокого понимания мозговых процессов. IronBCI позволяет быстро начать работу с интерфейсами мозг-компьютер независимо от уровня подготовки и ресурсов. Его стоимость значительно ниже коммерческих аналогов при сохранении высокого качества сигнала. Решение идеально подходит для стартапов, образовательных проектов, лабораторных исследований и разработок прототипов в области невронаук.
