Нейросеть учится лечить бессонницу после коронавируса

Как говорится, бытие определяет сновидения. А как же наука? Ведь сегодня человек силой мысли может управлять компьютером, писать тексты. Неужели нельзя "разобраться" со сновидениями? Научиться ими управлять? Сон - одно из самых загадочных тайн природы, которую ученые пытаются разгадать несколько веков. Даже сейчас, когда наука обзавелась самой изощренной техникой, особых прорывов в этой сфере не наблюдается. Но это только подогревает любопытство ученых.

- Мы научили искусственный интеллект по ЭЭГ мозга распознавать, что видит человек, - рассказывает заведующий лабораторией нейробототехники Владимир Конышев. - Ему на голову надевают специальную гарнитуру с 128 электродами и на экране показывают разные фото и видео - лица, природу, технику, движение по дороге, по воде и т.д. Для каждого варианта в мозге формируется свой специфический набор сигналов. Его мы показываем нейронной сети, которая обучается понимать, что же человек видит. А затем решаем обратную задачу: вводим в нейросеть эти ЭЭГ, и она по этим графикам восстанавливает изображения, на которые смотрел человек.

Конышев подчеркивает, что пока эта копия далека от оригинала, но понятно, что перед вами лицо, природа, техническое устройство и т.д. Словом, здесь есть куда совершенствоваться. Этот же принцип можно применить для работы и со сновидениями. Надо набрать статистику ЭЭГ "хороших" и "плохих" снов, и по этим графикам обучить нейросеть в них разбираться. А затем их воспроизвести и показать человеку.

- Конечно, все детали своего сна вы не увидите, - говорит Конышев. - Скажем, если вам приснилась ситуация с какими-то вашими знакомыми или родственниками, то нейросеть вам сможет показать приблизительно что-то похожее, но не с конкретными людьми. Или вам приснилась ваша дача, то увидите какую-нибудь абстрактную картинку на эту тему.

А дальше можно фантазировать. Например, попробовать записанные в нейросети "приятные" сны через те же электроды предъявить мозгу, и будет ему, а значит, и человеку праздник. Невероятно? Но ведь уже сейчас электростимуляция мозга помогает тем, кто страдает расстройством сна, его нормализовать.

Сейчас лаборатория занимается самым актуальным на данный момент проектом - помогает тем, кто перенес ковид. Дело в том, что после болезни у многих людей нарушается сон, появляется депрессия, раздражительность, апатия. Они засыпают, а уже через час пробуждаются, полчаса мучаются, засыпают, опять просыпаются - и так несколько раз. Утром чувствуют себя разбитыми. И еще характерный симптом - у них пропадают сновидения.

- У нас разработана методика помощи таким людям, - говорит Конышев. - Известно, что среди видов колебаний электрической активности мозга самая низкая частота у альфа-ритмов, характерных для состояния покоя. И мы тренируем людей входить в такой режим. Для этого на голову одевается устройство с электродами, и человек выполняет команды оператора, которые позволяют ему постепенно войти в альфа-ритм. Если удается, пациент слышит приятную музыку, если нет - легкое потрескивание.

После двух недель таких получасовых тренировок состояние, как правило, нормализуется. Возвращаются сны. Особый вопрос - какие конкретно. Если они из категории нормальных, то все в порядке, а если снятся кошмары, то это повод обратиться к психологу, чтобы разобраться и заняться своим подсознанием.

Исследование выполнено в рамках Национальной технологической инициативы по направлению "нейронет".

Американские ученые создали технологию, позволяющую ускорить обучение человека, напрямую передавая информацию в мозг. В экспериментах это делалось с помощью электростимуляции участков мозга курсантов, обучающихся на авиасимуляторе. При обучении навыкам пилотирования самолетом с использованием этих технологий они показали на 33 процента более высокие результаты, чем при традиционных методиках обучения. Ученые подчеркивают, что эти исследования пока находятся на ранней стадии.

Сны состоят не только из фрагментов прошлого опыта, но предвосхищают и вероятные будущие события, утверждает профессор Эрин Уэмсли из Университета Фурмана в Южной Каролине (США).

Исследователи изучали картину сна группы добровольцев при помощи полисомнографии. Утром их попросили рассказать, какие жизненные события послужили источником сновидений. Чаще всего сны отражали пережитое и основывались на воспоминаниях (53,5%), однако более четверти (25,7%) оказались связаны с конкретными будущими событиями. Более трети снов, предвосхищающих будущее, были дополнительно связаны с одним или несколькими конкретными воспоминаниями из прошлого (37,4%). Причем с течением ночи сновидения, ориентированные на будущее, становились чаще.

Конечно, отмечают ученые, такие сны редко реалистично изображают то, что еще не случилось, однако активация и рекомбинация фрагментов памяти, относящихся к будущему, могут служить частью адаптивной функции, помогая человеку приспособиться. "Мы подтвердили, что сны не только отражают прошлые воспоминания, но и предвосхищают вероятные будущие события. Кроме того, показали, как ориентированные на будущее сны рождаются из нескольких источников, используя фрагменты прошлого опыта для построения новых сценариев", - говорит Уэмсли.