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「パクメンが存在しない正方形を貪る」、脳のどの部分が幻想を生成するのか、数字の色は何であるのか、心理生理学者は多次元信号をどのように処理するのか、これが脳のリバースエンジニアリングにつながる可能性があります。
カットの下には、装置の表面的な説明、信号処理について、そして若い科学者が神経生理学者を指導する研究について、そして脳を研究したい、および/または脳を研究するプロジェクトで働いているプログラマーにとってどんな課題があるのかについて少し説明しています。
快適に椅子に座り、後ろに座って深呼吸する
ActiChampシステムを搭載したBrainproducts EEGヘルメットには、最大100 KHzの非常に高いサンプリングレートで人間の脳からの電気信号のわずかな変化をキャプチャするアクティブバイオセンサー（最大128チャネル）が装備されています。
256チャンネル 
256チャンネル
256チャンネル
パッシブではなくアクティブな電極には、マイクロチップが組み込まれています。これは、アナログ信号をデジタル化し、歪みを最小限に抑えて送信するプリアンプです。
電極は、分析に重要な脳のすべての領域に設置され、ループまたはwi-fiを使用してアンプブロックに信号を同期的に送信します-帯域幅が1000 Hzでサンプリング周波数が最大5000 Hzのブロックあたり32チャネル、一部の医療では500 Hz EEG、ニューロヘッドセットは言うまでもありません）。
Wi-fiモジュール
信号がアンプブロックに到達した後（ノイズレベル≤2μVpp）、パスは終了しません。 次に、それらはデュアル光ファイバーケーブルを介してUSBアダプターに送信されます。USBアダプターは、EyeTrackerなどの外部デバイスと同期するための外部信号（トリガー）も受信します（次回以降）。 USBアダプタはPCコネクタとして機能します。
すべての中間要素の主なタスクは、信号の歪みと遅延を最小限に抑えることです。その電力は数十マイクロボルトでのみ測定されます
いわゆる登録のための追加ブロック 栄養のプロセスを反映する周辺指標：心調律、血管緊張、呼吸、温度、運動、筋肉活動など、合計で最大128チャネル。
センサー
皮膚抵抗、温度センサー、加速度計、光学式心拍数モニター
生徒がいないときに誰が測定されるか
ソフトウェアおよび信号処理
EEGの処理と分析のためのソフトウェアは、特定の人の脳の個々の構成を考慮して、MRIデータを統合して電気信号をローカライズする機能を備えた幅広い機能を備えています。 実際、システム自体には「低解像度トモグラフィー」（LORETA）と呼ばれるモジュールがあります（*技術的な実装-磁気または陽電子放射ではなく、可視化と脳マッピングの原理について話している）。
精度に関する主な問題の1つはアーティファクトです。 この用語は、眼球運動または蛍光灯からの100 Hzの先端であるかどうかに関係なく、外部または内部要因による信号の歪みを指します。
EEG登録技術の見かけ上の完全性にもかかわらず、まだ欠陥があります。 おそらく主なものは、頭皮と電極の間の抵抗を減らすために、導電性ペーストまたはゲルを使用する必要があることです。 テクノロジー全体としても自給自足ではなく、最近の傾向はさまざまな方法の組み合わせに収束しています。 すでに、トモグラフの磁場で動作する電極が使用されています（約10テスラ）。
点線は外部刺激です。 EEG信号のフラグメント（左）、3次元空間（中央）および頭皮への投影（右）でソースをローカライズしようとする
記録された脳波の断片
これらは私たちの脳が世界を見る線です。 しかし、真剣に、これらは特定の刺激に対するニューロングループのクリーンな（特別に記録およびフィルター処理された）応答を反映するPSS（イベント関連電位）です。 ここでは、すべての割り当てで群衆の中にいます。 潜在的でありながら（そして場合によっては）不溶性のタスクは正反対です：その瞬間に人が見た/聞いた/想像した/触れたものを復元するのですか？
下-PSS。ただし、群衆の全員ではなく、別のリードに登録された方法です。
1秒あたりの活動のサブ電極局在化のマップ-写真から写真へ
3Dビュー
異なる電極の下で記録された信号のフーリエ変換。
連続EEGウェーブレット変換。 （心理生理学者の最初のルールは、ウェーブレットについて誰にも話さないことです。冗談です。）EEGの周波数成分（異なるリズムは異なる周波数で構成され、人の異なる状態を反映する）を見るためにウェーブレットが必要です。
人
ご注意
Vyacheslav Lebedev 、モスクワ州立大学精神生理学科の従業員および大学院生 M.V. ロモノソバ 、 NeuroFutureプロジェクトの共同創設者、心理生理学者：
「私の科学研究の本質は、クロスモーダル統合のプロセスにおける注意の役割の研究です。
復号化：原則として、外部環境からの情報は、さまざまなモダリティ（聴覚、視覚など）の信号で構成されます。 この多感覚情報を処理するには、特定のモダリティの信号の処理に関与する脳構造の同期コラボレーションが必要です。 個々のニューロンのレベルでの最新の研究では、脳のさまざまな領域およびレベルでのニューロンの存在が示されており、その機能は多感覚情報の処理です。 しかし、未解決の問題は、多感覚情報の流れを処理するプロセスにおけるこれらのマルチレベル構造の体系的な統一、およびこのプロセスにおける自発的（人自身によって開始される）および不本意な（外部イベントによって引き起こされる）注意の役割です。 EEGは、このプロセスをダイナミクスで研究するための最も有益な方法の1つです。
（犬を見つける）
幻想
イリヤ・ザカロフ 、モスクワ州立大学精神生理学科の大学院生 M.V. ロモノソバ 、 NeuroFutureプロジェクトの共同創設者、心理生理学者：
「心理生理学は、理想（心理学と「魂」、もしあれば）と物質（自然科学的な方法で調査できるもの）を結びつけようとしています。 さまざまな成功を収めていますが、興味深いです
そのようなものがあります-幻想。 それらを見ると脳はどうなりますか？ 視覚的錯覚を見る瞬間にのみ特徴的な、すべての人々に同じ、脳活動の普遍的なパターンはありますか？ そして、私たちが愛する人を見て、突然このパターンを見つけたらどうでしょうか？
EEGにさまざまなパターンを記録することにより、新しいタイプの錯覚（たとえば、主観的回路の錯覚の新しい変形）に対する人間の認識を客観的に登録できます。 このために、イベント関連電位の方法が使用されます：幻想が提示されたときに現れるコンポーネントを一般的なEEG信号から分離します。
黒いグラフは単なるインセンティブ、赤いグラフは錯覚、点線は刺激が提示された瞬間です
右側にあるのは、脳が何かを構築し終える必要がない場合の刺激と比較した、古典的なタイプの錯覚の提示に対する脳の反応です
左側には、新しいタイプのプレゼンテーションに対する答えがあります。これも、構築を終了する必要がない場合と比較して
同じ場所（コンポーネントN170）では、錯覚に応じた信号振幅が大きいことがわかります。 この答えは、錯覚の客観的な尺度です。 同一の心理生理学的レベルで直線と波状の両方の幻想的な輪郭を見る場合、おそらく両方のケースで、画像形成の同じメカニズムを使用します。
多次元信号のプログラミングと処理
Kostya Slavnov 、プログラマー
-数学者が神経科学プロジェクトに取り組むための内部動機は何ですか？
-興味。 私は、人間の脳がどのように機能するかを常に知りたいと思っていました。 その時までに、私は脳に適用されるデータ分析方法の機能についてすでにかなり知っていました。 それらはすべて、多次元信号の処理に基づいています。 そして、私はそのようなタームペーパーのトピックを持っていました。
いつものように、チャンスが大きな役割を果たしました。 私はイリヤについての記事を読んで、自分自身に書くことに決めました。私は数学者プログラマーであり、このトピックは興味深いです。 そして、彼らには私のスキルを持った人がいませんでした。 そしてすぐに仕事に取りかかりました。
共感覚
マリア・ステパネンコ 、モスクワ州立大学心理生理学部の学生 M.V. ロモノソフ、心理生理学者、共感覚の研究者
「麻酔は、大まかに言って、さまざまなモダリティのつながりです。 それは、別の刺激の提示中に、あるモダリティで感覚を体験するという形で現れます。
「色」の三角形をすばやく見つけることができますか？
一般に、共感覚はめちゃくちゃ面白いですが、ほとんど研究されていません。 その種類には信じられないほどの多様性があります：一部の共感覚者は特定の文字/曜日/月の色を「見る」、特定の言葉を発音するときに「匂う」、声の質感を「嗅ぐ」、味を「嗅ぐ」名前、「聞く」動きなど。 さらに、ほとんどの共感覚者は2つではなく、多数のモダリティのつながりを示しているため、さまざまなタイプの共感覚が現れます。
共感覚がどのように生じるかに関して、かなりの数の仮説があります。 私の研究では、このプロセスがどのレベルで発生するかという問題を提起しています。それは、より低いレベルで処理されるのは知覚的な感覚だけなのか、それとも高レベルの認知プロセスなのかです。
視聴覚共感覚、つまり、トーンと異なる色のトーンの接続に重点が置かれています。 被験者は共感覚者であり、感覚感覚を持たない人です。 実験中（つまり、音刺激の提示時）にEEGが記録され、続いて、共感覚と非感覚で記録されたMSSを比較してデータが分析されます。
主題といえば：このトピックに興味がある場合、または突然馴染みのある共感覚を持っている場合、または突然、この研究に適したタイプの視聴覚共感覚を持っていることをあなた自身が発見した場合-お気軽にご連絡ください。科目！」
TED Neuroscientistでのスピーチ
共感覚テスト「図の色」（左側は普通の人がどのように写真を見るかです;右側は共感覚のビジョンです：2つの三角形がすぐに別の色で強調表示され、その結果、共演者は写真の2つすべてを簡単に指すことができます）
データ処理
アンドレイ・ウチャエフ 、モスクワ州立大学心理生理学科の学生 M.V. ロモノソフ、精神生理学者：
「実験データを取得するという私の立場は、あるゲームのヒーローの言葉によく反映されていました。」...私たちはただ壁に科学を投げ込み、何が突き刺さるかを確認します。電気生理学的信号から。
今、私は次のことに固執しています。タスクに関係なく、信号処理のさまざまな方法を実行することです。 ここでのプログラマーの助けは巨大です。 さまざまな問題が発生します。すべての処理方法が1つのプログラムで提示されるわけではないか、すべての機能にアクセスできない場合は回避する必要があり、これは常にうまくいくとは限りません。
また、別の重要な問題があります-時間の節約です。 多くの場合、10〜15の異なる変換を使用して10人のデータを処理する必要があります。 タスクを自動化するスクリプトを作成しても害はありません。 彼はボタンを押して家に帰りました-そして朝にはすべてがすでに処理されています。
おわりに
「神経科学にはプログラマが必要です。」 これはロシアの同僚が言っていることであり、外国の神経科学者はハッカーにさえ頼ります。
Azimovが「人類のために残された2つのパズル-宇宙の深さと脳の謎がある」と書いたように、彼はHabrが天文学を非常に歓迎していることを嬉しく思います。同じことが脳の研究でも起こることを望みます。