Можно ли читать мысли с помощью ЭКГ?

Почему возникла необходимость в проведении ЭЭГ и как развивалась техническая сторона метода?

Изучение электрических процессов мозга началось еще в 1849 году, когда обнаружили, что мозг может генерировать электрический сигнал. В 70-х годах позапрошлого века стали появляться научные работы, описывающие электрическую активность мозга животных. Первая ЭЭГ человека была сделана психиатром Гансом Бергером в 1924 году. Он записал сигнал с поверхности головы своего сына. Тогда же были зафиксированы первые обнаруженные особенности ритмической активности при разных состояниях. 

Как устроен процесс проведения исследования для ученого и для пациента?

Чтобы записать электрический сигнал головного мозга, необходимо снизить разницу между средами. Для этого под каждый записывающий электрод требуется заложить немного медицинского геля. Такой же гель применяется и в УЗИ-исследованиях. 

После этого датчики могут записывать электрический сигнал. Важно подчеркнуть, что они только регистрируют активность мозга, но никак не воздействуют на человека. Как только исследователь добился хорошего качества записываемого сигнала, начинается само исследование. Задача участника — сидеть спокойно, избегая лишних телодвижений, и выполнять задания, которые ему дает исследователь. Задача исследователя — следить за качеством записи и снабжать участника необходимыми инструкциями. 

С 1930 года электроэнцефалография стала общепризнанным способом исследования мозга. Сегодня она применяется в клинических и экспериментальных целях. 

Что фиксирует исследование и как на это влияют заболевания центральной нервной системы пациента?

Одной из важных характеристик нервных клеток является их способность генерировать электрический сигнал. ЭЭГ фиксирует суммарную электрическую активность всех нейронов головного мозга. Особенности работы нервных клеток отражаются в этом общем сигнале. Например, можно увидеть повышенную активность нейронов при эпилепсии. 

Даже если мы не осознаем этого, любое внешнее воздействие вызывает какую-то реакцию в нервной системе. При этом очень важно отделить интересующую нас реакцию от фоновых процессов. 

С помощью каких показателей в ЭЭГ можно сделать выводы о способностях памяти и восприятия человека?

В когнитивных исследованиях ученых обычно интересуют два типа данных. Первый — частотная характеристика сигнала. Разные частоты записанного сигнала могут быть связаны с разными когнитивными процессами — например, со спокойствием или когнитивной нагрузкой.  

Второй тип данных — вызванные потенциалы, устойчивая реакция мозга на какой-то конкретный тип стимула. Особенности такого типа ответов, зарегистрированные в разных точках поверхности головы, зависят от типа и характеристик воспринимаемого стимула — предположим, от интенсивности и частоты звукового тона. Также вызванные потенциалы могут зависеть от предыдущего опыта и способности сохранять информацию о воспринятом ранее.  

Чего не может показать ЭЭГ в контексте активности головного мозга?

Очень часто люди спрашивают, можем ли мы прочитать их мысли. Нет, не можем, особенно в реальном времени. Все, что мы можем увидеть, глядя на монитор, — это спит человек или бодрствует, а также простые движения (мигания, сжимания зубов). 

Сейчас ведется много исследований, связанных с определением того, какое видео человек смотрит или какой звук слышит. Эта работа требует больших баз данных и сложных математических методов. Также часто спрашивают, можно ли по электроэнцефалограмме определить какие-то личностные особенности человека, его темперамент или скрытые способности. Достоверных научных данных о том, какие именно параметры ЭЭГ могут это показать, на данный момент нет. 

Какой потенциал у этого метода?

Относительная простота и неинвазивность этого метода позволяет активно его использовать при разработке множества нейроинтерфейсов. Применение к полученным данным методов машинного обучения позволяет более точно определить, как именно отражаются на электроэнцефалограмме те или иные психологические процессы. Например, есть большие перспективы развития применения ЭЭГ в клинической диагностике и при оценке динамики течения заболевания. 

Кому нужно делать такое исследование?

Электроэнцефалография обширно применяется в клинической практике. Она позволяет выделить всевозможные аномалии активности мозга. Особенно часто ЭЭГ используют при диагностике эпилепсии. Также она, хоть и косвенно, позволяет выявить особенности обработки информации мозгом, поэтому ее активно применяют в когнитивных научных исследованиях.

Какие открытия были сделаны с помощью ЭЭГ?

В первую очередь на электроэнцефалограмме удалось увидеть особенности аномальной активности при эпилептических приступах. Еще одним интересным открытием была так называемая «негативность рассогласования», которая показала, что наш мозг реагирует на отличающиеся стимулы даже в тот момент, когда мы этих отличий не замечаем.