С самого начала истории использования электроэнцефалограммы (ЭЭГ) предпринимались попытки преобразовать электрическую активность ЭЭГ в звук слышимого диапазона или музыку.
Большинство подобных разработок создавались в России, Европе и США не только для нейробиоуправления с целью нормализации психоэмоционального состояния человека, но и для художественного выражения эмоций у творческих личностей.
В качестве примера, можно вспомнить хорошо известную группу «The Beatles». На видео ниже всем известный Джон Леннон и Йоко Оно играют «музыку мозга» на специальном устройстве — «энцефалофоне», иными словами озвучивают свои электроэнцефалограммы в режиме реального времени.
Самое раннее упоминание о подобных устройствах преобразования сигнала ЭЭГ в звук появляется в литературе уже через десять лет после открытия альфа ритма в ЭЭГ человека Гансом Бергером.
Уже в 1934 году Эдриан Э. Д. и Мэтьюз Б. Х. проводили работы с озвучиванием альфа-ритма мозга человека, однако, преобразование сигналов ЭЭГ не в звуковые, а в музыкальные модальности последовало значительно позже.
В 1965 году композитор и музыкант-экспериментатор Алвин Люсье создал инструмент управления ударными инструментами с помощью ЭЭГ, данный проект он реализовал при участии известного композитора Джона Кейджа.
Тем не менее, авторы столкнулись с некоторыми трудностями в реализации своей разработки, которая быля связана с регулировкой усилителей ЭЭГ сигнала. Для решения этой проблемы приходилось использовать помощника для ручной регулировки усиления выходного ЭЭГ сигнала.
Уже пять лет спустя, Дэвид Розенбум в 1970 году создал перформанс под названием “Экология кожи” для «Automation House» в Нью-Йорке (США). Для реализации данного проекта использовался сигнал сразу от 10 участников. Сигнал обрабатывались индивидуальными электронными усилителями ЭЭГ и преобразовывались в визуальные и аудиальные сенсорные стимулы.
Вдохновляясь подобными экспериментами рождались все более интересные приборы или системы с биологической обратной связью.
Например, Броуз, А. и его команда разработали собственные алгоритм спектрального анализа ЭЭГ сигнала в нескольких частотных диапазонах для пассивного управления звуком и музыкой для семинара eNTERFACE.
Тринадцать лет назад Миранда Эдуардо и её коллеги уже использовали статистический анализ субъективного переживания эмоций и электроэнцефалограмму в попытке создать универсальный «ЭЭГ-датчик эмоций». Подобное устройство должно было подсознательно позволить пользователям выбирать музыку, которая у них ассоциируется с более субъективно положительными эмоциями (Eaton et al., 2014).
Аналогичным образом, Макейг С. и его коллеги использовали ЭЭГ и ЭМГ (движение мышц головы и глаз) сигналы регистрируемые с одного испытуемого, чтобы стимулировать использование субъективных эмоций для управления целой серией музыкальных интервалов.
Конечно подобные исследовательские работы и эксперименты с ЭЭГ системами велись и в России.
В начале 2000-х годов в Санкт-Петербургском университете экспериментальной медицины был разработан прибор для озвучивания ЭЭГ в режиме реального времени. Уже в 2002 году, был получен первый патент на изобретение.
Авторы этой разработки отнесли её к медицине, а именно к способам восстановления психофозиологических параметров организма с использованием электроэнцефалографической биологической акустической обратной связи (ЭЭГ-БАОС).
Интересно отметить, что в России существует несколько патентов от разных авторов, в которых описываются отличные варианты озвучивания электроэнцефалограммы, электрокардиограммы и других электрофизиологических сигналов. В г. Таганроге разработано даже сенсорное кресло с встроенными вибраторами с биологической обратной связью. Но на рынке медицинской техники представлен только комплекс БАК «Синхро-С».
Одним из наиболее ярких примеров реализации озвучивания электрофизиологических сигналов является экспонат в музее «Эрарта»: «Модель биполярной активности».
В 2009 году Дмитрий Каварга завершил свой экспонат с биологической обратной связью, и теперь каждый посетитель может играть мелодии изменяя собственную электрическую активность кожи (ЭАК).
В апреле 2017 группа специалистов под руководством Томаса А. Дьюэля в своей публикации подробно описала создание подобного «энцефалофона».
Для реализации подобного музыкального инструмента на сегодняшний день потребуется лишь беспроводной нейроинтерфейс или наушники с встроенной нейрогарнитурой (ЭЭГ-усилителем и электродами), а все преобразование может выполняться в вашем мобильном телефоне.
Наиболее перспективными разработками в этой области нейробиоуправления считаются аппаратно-программные решения реализованные в России ,Франции и США.
На рисунке ниже представлены беспроводные наушники с встроенными усилителями ЭЭГ на «сухих» электродах, которые можно заказать уже сегодня.
Более подробно, про нейроинтерфейсы в клинической и неклинической практике, мы уже писали в нашей прошлой статье.