Стратегический проект
«Устойчивый мозг: нейрокогнитивные технологии адаптации, обучения, развития и реабилитации человека в изменяющейся среде»

Подписаться на дайджест

Узнать подробнее о стратегическом проекте

Первый центр ассистивных технологий и дополненного интеллекта: c людьми и для людей

Разрабатываем 3Н-технологии — нейродиагностики, нейроадаптации, нейрореабилитациии — и инструменты, позволяющие снизить число нейрогенных и психических заболеваний или облегчить их последствия

Проект в цифрах

  • 9+ 

    Проектов

  • 9+ 

    Подразделений НИУ ВШЭ

  • 14+ 

    Партнеров

  • 76+ 

    Участников

Магнитоэнцефалография нового поколения на основе магнитометров с оптической накачкой (МОН МЭГ)

Цель

Разработка аппаратных и программных компонент технологии магнитоэнцефалографии на основе сенсоров с оптической накачкой (МОН МЭГ)

Задачи

• Сборка прототипа сенсора ненулевого поля в соответствии с однолучевой схемой, разработанной в сотрудничестве лабораторией квантовой магнитометрии ФТИ
им. А.Ф. Иоффе

• Сборка блока оптической накачки на территории Нейро-гаража в помещении по адресу Старая Басманная, 21, оборудованном магнитоэкранирующей камерой

• Разработка системы колец Гельмгольца со статическим возбуждением и оборудование магнитоэкранирующей камеры системой таких колец

• Разработка ПО для управления прототипом сенсора и регистрации измеряемых сигналов

• Демонстрация работоспособности сенсора в установке при регистрации переменного магнитного поля на частоте 10 Гц напряженностью 10 пТ с.к.о., генерируемого тестовой катушкой

• Разработка системы колец Гельмгольца с динамическим адаптивным возбуждением вкупе с необходимым программным обеспечением и оборудование магнитоэкранирующей камеры такой системой

• Демонстрация работоспособности сенсора в установке при регистрации альфа-ритма человека

• Разработка парадигмы предъявления зрительных стимулов и программных скриптов для обработки регистрируемых измерений активности мозга

• Демонстрация работоспособности разработанного сенсора в составе МОН МЭГ для регистрации вызванных зрительных потенциалов

Результаты

• Создание экспериментальной установки на основе прототипа отечественного сверхвысокочувствительного магнитометра, способного функционировать в магнитном поле Земли

Координатор проекта

Осадчий Алексей Евгеньевич, директор Центра биоэлектрических интерфейсов Института когнитивных нейронаук

Нейрокогнитивные технологии оптимизации городских пространств

Цель

Исследование восприятия жилой среды с помощью когнитивных методов и прояснение связи характеристик городской среды с состоянием когнитивных функций, что позволит объективно оценить влияние среды на человека и создать подход к объективной оценке качества (картирования) жилой среды в контексте ее влияния на когнитивное благополучие

Задачи

• Исследовать восприятия жилой среды с разной степенью озеленения и протекторной функции

• Предложить обоснованный набор параметров среды, влияющих на когнитивные функций населения

• Проанализировать когнитивные функции населения (в первую очередь школьников) используя доступные источники данных

• Выявить (протекторные) особенности среды, связанные (или не связанные) с различиями в функциональном уровне когнитивных функций населения

• Предложить подход и алгоритм к созданию метрики уровня протекторного (когнитивного) потенциала жилой среды

• Предложить подход и алгоритм к картированию уровня протекторного (когнитивного) потенциала городской среды в РФ

Результаты

• Разработана новая экспериментальная парадигма и создана база эмпирических ЭЭГ данных восприятия городских пространств

• Проведено измерение сходства активности мозга у группы людей при восприятии разных типов городской среды

Координатор проекта

Ключарёв Василий Андреевич, ведущий научный сотрудник Международной лаборатории социальной нейробиологии Института когнитивных нейронаук

Нейроинтерфейсы и цифровые инструменты для коррекции речевых расстройств

Цель

Создание нейронаучно и лингвистически информированных и клинически востребованных интерфейсов и цифровых инструментов для коррекции речевых расстройств

Задачи

• Разработать цифровой инструмент (планшетное приложение, ПО) для коррекции речевых расстройств (на лексическом уровне — подбора слов) после нейрогенных заболеваний (инсульт, травма мозга, деменция, постковидная энцефалопатия)

• Разработать лингвистический протокол для коррекции аномии (называние объектов) — для применения в системе нейроинтерфейса

• Разработать лингвистические протоколы для пассивного картирования речи во время краниотомий в сознании для предотвращения речевых нарушений у людей, перенесших нейрохирургическую операцию

Результаты

• Цифровой инструмент (планшетное приложение, ПО) для коррекции речевых расстройств (на лексическом уровне — подбора слов) после нейрогенных заболеваний (инсульт, травма мозга, деменция, постковидная энцефалопатия)

• Лингвистический протокол для коррекции аномии (называние объектов) — для применения в системе нейроинтерфейса

• Лингвистические протоколы для пассивного картирования речи во время краниотомий в сознании — для предотвращения речевых расстройств у нейрохирургических пациентов

Координатор проекта

Драгой Ольга Викторовна, главный научный сотрудник Центра языка и мозга

Технологии неинвазивной стимуляции головного мозга для восстановления и улучшения речевой функции: разработка и апробация протоколов стимуляции

Цель

Исследование влияния различных типов неинвазивной стимуляции головного мозга на речевое функционирование в нормотипичной популяции и применение полученных результатов в разработке реабилитационных программ для восстановления речи после инсульта

Задачи

• Исследовать потенциал применения транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС), транскраниальной стимуляции постоянным током (ТСПоТ) и транскраниальной стимуляции переменным током (ТСПеТ) для модуляции речевой функции в группе неврологически здоровых испытуемых

• Исследовать влияние ТМС изолированно и в сочетании с речевой терапией на восстановление речи после инсульта

• Выявить факторы, которые влияют на успешность применения трех типов неинвазивной стимуляции мозга в группе нормотипичных носителей русского языка и в группе людей с афазией

Результаты

• Протокол применения ТМС в сочетании с речевой терапией доработан и апробирован в группе людей, перенесших инсульт и имеющих речевые нарушения; подготовлены рекомендации по его внедрению в клиническую рутину

• Разработан и апробирован протокол применения ТСПоТ в сочетании с интенсивной речевой терапией для людей с аграмматизмом

• Проведены исследования влияния ТСПеТ на различные аспекты речевой функции в группе нормотипичных носителей русского языка

Координатор проекта

Буйволова Ольга Витальевна, научный сотрудник Центра языка и мозга

Поймай бота: семантические пространства дополненного ума

Цель

Создание эффективной системы обнаружения текстов, написанных ботами, в широком классе ботов для различных языков

Задачи

• Сбор и обработка первичной языковой информации в как можно более широком кругу языков. При этом мы ориентируемся на корпусы национальных литератур, в случае отсутствия таковых (для малых языков) на Википедию. Здесь предполагаем сотрудничество со студенческим клубом «Палата национальностей НИУ ВШЭ» а также со студентами НИУ ВШЭ, являющимися носителями различных языков (языки Африки, Азии, латинской Америки), принадлежащим различным языковым семьям

• Обработка указанной языковой информации с целью получения векторных представления всех слов в языке для тех языков, где такого рода словари отсутствуют

• Проверка статистических гипотез, позволяющих отличить тексты, сгенерированные ботами, от текстов, написанных людьми. С этой целью предполагается использовать алгоритмы из теории кластеризации, теории сложных систем и анализа формальных понятий

• Создание прототипа комплекса программ, позволяющих отличать тексты ботов от текстов людей в широком круге ботов (LSTM, GPT-2, mGPT и др.) для русского и английского языков

• Тестирование прототипа комплекса программ на различных языках и ботах

• Расширение набора языков, с которыми осуществляется работа прототипа

• Расширение полученных технологий на смежные задачи вычислительной когнитологии: задачу оценки качества перевода, задачу выделения стилей

Результаты

• Прототип программы классификации текстов по происхождению, работающий для русского и английского языков

Координатор проекта

Громов Василий Александрович, профессор департамента анализа данных и искусственного интеллекта факультета компьютерных наук

Создание когнитивно мотивированных ИИ технологий противодействия недостоверной и поляризующей информации

Цель

Разработка методов противодействия поляризующему онлайн-контенту, в том числе на основе ИИ

Задачи

• Проанализировать ЭЭГ данные в состоянии покоя и самоотчетные данные об уровне тревожности участников с целью выявления корреляций между поведенческими и нейрофизиологическими данными

• Разработать интерфейс для широкого круга экспериментов по восприятию текстов

• Выдвинуть гипотезы относительно связи между эмоциями, возникающими при чтении поляризующего контента в сфере межэтнических отношений, и намерениями участвовать в создании ответного поляризующего контента и о влиянии применения методик совладания с такими эмоциями на такие намерения

• Апробировать дизайн исследования, проверяющего такие гипотезы, на пилотной выборке участников с записью ЭЭГ в состоянии покоя и применением различных методик эмоциональной регуляции

• Разработать нейросетевой алгоритм автоматического распознавания ряда типов отношений, выражаемых в этнорелевантных пользовательских текстах, включая их негативный полюс

Результаты

• Разработана русскоязычная шкала генерализованной тревожности, валидированная на поведенческом и нейрофизиолгическом уровне

• Разработан обученный нейросетевой алгоритм классификации пользовательских текстов на классы отношения к этническим группам по шкале «низший-высший»

• Разработано программное обеспечение с пользовательским интерфейсом для проведения компьютерно-опосредованных экспериментов по восприятию текстовой информации и дезинформации

Координатор проекта

Кольцова Елена Юрьевна, заведующий лабораторией социальной и когнитивной информатики НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге

Прогнозирование и модуляция экономического поведения с использованием технологий мультимодального нейрокартирования

Цель

Выявление мозговых механизмов принятия решений потребителем в различных контекстах. Разработка нейроинформированных подходов к прогнозированию и модуляции экономического поведения с использованием технологий мультимодального нейрокартирования

Задачи

• Изучение мозговых механизмов индивидуальных и групповых предпочтений продуктов, содержащих сахар

• Изучение механизмов эффективного влияния на готовность платить (WTP) за продукты питания с разным содержанием сахара

• Разработка инструментальных подходов к анализу готовности платить за продукты с разным содержанием сахара: ISC and MVPA подходы к анализу мозговых откликов в ответ на прослушивание экспертных сообщений о пользе или вреде сахаросодержащих продуктов

Результаты

• Исследованы мозговые механизмы индивидуальных и групповых предпочтений продуктов, содержащих сахар

• Исследованы механизмы эффективного влияния на готовность платить (WTP) за продукты питания с разным содержанием сахара

• Разработаны инструментальные подходы к анализу готовности к продуктам с разным содержанием сахара: ISC and MVPA подходы к анализу мозговых откликов в ответ на прослушивание экспертных сообщений о пользе или вреде сахаросодержащих продуктов

Координатор проекта

Шестакова Анна Николаевна, директор Института когнитивных нейронаук

ИИ-система диагностики слуха

Цель

Разработка системы диагностики слуха и синтаксического восприятия речи на основе нейроморфных вычислительных моделей. Клинический протокол речевой терапии с нейростимуляцией — для реабилитации речи у пациентов после инсульта

Задачи

• Разработка новой парадигмы регистрации электрофизиологической активности слуховой коры человека во время тестов на восприятие речевых стимулов. Создание экспериментальный установки для высокосинхронизированной записи электрической активности слуховой коры и аудио потока речевых стимулов. Разработка методов выделения ритмической активности

• Проведение пилотного эксперимента с 2-3 здоровыми испытуемыми

• Сопоставление результатов пилотного эксперимента с редуцированной нейроморфной моделью декодирования речевых сигналов, которое осуществляется посредством кроссчастного взаимодействия макроскопических ритмов мозга в тета- и гамма- диапазонах. Предварительная проверка гипотезы об иерархической обработке речевых стимулов посредством кроссчастотного взаимодействия макроскопических ритмов мозга

Результат

• Созданы экспериментальная установка для высокосинхронизированной записи электрической активности слуховой коры и аудио потока речевых стимулов и новая парадигма регистрации электрофизиологической активности слуховой коры человека во время тестов на восприятие речевых стимулов

• Проведен поиск корреляции ритмической активности в разных частотных диапазонах с синтаксической ритмикой речи (слоги, фонемы)

Координаторы проекта

Гуткин Борис Самуэль, ведущий научный сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований

Захаров Денис Геннадьевич, ведущий научный сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований Института когнитивных нейронаук

Осадчий Алексей Евгеньевич, директор Центра биоэлектрических интерфейсов Института когнитивных нейронаук

Изучение нейробиологических и психологических основ научения и интеллекта, мультилингвизма и когнитивного резерва

Цель

Выявление фундаментальных закономерностей влияния двуязычного опыта на общие когнитивные процессы внимания и когнитивного контроля и нейрокогнитивный резерв.
Разработка эффективных стратегий и технологий когнитивного и речевого научения в их связи с би- и мультилингвизмом

Задачи

• Анализ актуальных исследований в области влияния билингвизма на когнитивный резерв

• Анализ актуальных исследований в области когнитивных стратегий запоминания иноязычных лексических единиц и распознавания грамматических конструкций

• Разработка парадигм исследований с использованием методов нейрокартирования и окулографии

• Апробация стимульного материала для эмпирических исследований

Результаты

• Подготовлен теоретический обзор, посвященный проблеме влияния двуязычного опыта на когнитивные процессы внимания и когнитивного контроля и/или нейрокогнитивный резерв

• Разработаны парадигмы исследований с использованием методов нейрокартирования и окулографии

• Проведена апробация стимульного материала

Координатор проекта

Штыров Юрий Юрьевич, ведущий научный сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований Института когнитивных нейронаук

Мячиков Андрей Викторович, ведущий научный сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований

Изучение механизмов распределения внимания при обучении чтению нотного письма

Цель

Изучение процесса формирования навыка чтения нотного письма в зависимости от индивидуального музыкального опыта

Задачи

• Определить, на какие элементы нотного письма опираются в первую очередь учащиеся музыкальных школ в зависимости от продолжительности их обучения

• Изучить время реакции и точность выполнения заданий, связанных с восприятием нотного письма, в зависимости от продолжительности музыкального обучения и уровня развития музыкального слуха (способности различать близкие частоты)

• Разработать и валидировать методику для оценки и тренировки навыков чтения нотного письма

Результаты

• Разработана и валидирована методика для оценки и тренировки навыков чтения нотного письма

• На основании эмпирических данных описан процесс нормального обучения нотной грамоте, определены его ключевые этапы

Координатор проекта

Куликова Софья Петровна, старший научный сотрудник Центра когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ в Перми

Цифровые инструменты для оценки психических расстройств

Задачи

• Собрать данные выполнения задания «вербальная беглость» (аудиозаписи) и психиатрических опросников у 50 участников с расстройствами шизофренического спектра, 50 участников с депрессией и 150 участников из группы нормы разных возрастных групп

• Создать базу данных с результатами и подобрать наилучший метод автоматической обработки для выявления наличия расстройств

• Разработать цифровой инструмент (мобильное приложение, ПО) для автоматической диагностики расстройств мышления по выполнению задания «вербальная беглость»

Результаты

• Создана база результатов выполнения задания «вербальная беглость» пациентами с психиатрическими расстройствами и нейротипичными индивидуумами различных возрастных групп

• Создан сайт для сбора и анализа задания «вербальная беглость»

• Разработано мобильное приложение для сбора и анализа выполнения задания «вербальная беглость»

Координатор проекта

Худякова Мария Викторовна, директор Центра языка и мозга факультета гуманитарных наук НИУ ВШЭ в Нижнем Новгороде



Шаги развития

Шаг 1

  • Создание нейроэкономической модели дезадаптивного поведения потребителя
  • Прототип нейропротеза кисти
  • Разработка математических моделей, описывающих связи фазы ритмической активности мозга с процессами парцелляции речевого потока
  • Создание прототипа технологии пассивного интраоперационного картирования речевой функции картирования

Шаг 2

  • Создание прототипа магнитоэнцефалографа нового поколения на основе магнитометров с оптической накачкой (МОН-МЭГ)
  • Разработка нейропротезов нового поколения с использованием интерфейсов мозг-компьютер, мягких нейроимплантов и распределенной пространственно-временной модуляции
  • Разработка инструментов поддержки общего и билингвального языкового научения для систем образования
  • Создание банка нейрофизиологических данных с внешними медицинскими партнерами


Семинары проекта

Руководитель проекта

Соколов Игорь Владимирович
Административный руководитель проекта

Лидеры проекта

Буйволова Ольга Витальевна

Научный сотрудник Центра языка и мозга

Гуткин Борис Самуэль

Ведущий научный сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований

Громов Василий Александрович

Заместитель руководителя Департамента анализа данных и искусственного интеллекта Факультета компьютерных наук

Драгой Ольга Викторовна

Главный научный сотрудник Центра языка и мозга

Захаров Денис Геннадьевич

Ведущий научный сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований Института когнитивных нейронаук

Ключарёв Василий Андреевич

Ведущий научный сотрудник Международной лаборатории социальной нейробиологии Института когнитивных нейронаук

Кольцова Елена Юрьевна

Заведующий лабораторией социальной и когнитивной информатики Санкт-Петербургская школа социальных наук и востоковедения НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге

Куликова Софья Петровна

Старший научный сотрудник Центра когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ в Перми

Ляшевская Ольга Николаевна

Профессор Школы лингвистики Факультета гуманитарных наук

Моисеева Виктория Владимировна

Ведущий научный сотрудник Центра нейроэкономикии когнитивных исследований Института когнитивных нейронаук

Мячиков Андрей Викторович

Ведущий научный сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований

Осадчий Алексей Евгеньевич

Директор Центра биоэлектрических интерфейсов Института когнитивных нейронаук

Тоневицкий Александр Григорьевич

Декан Факультета биологии и биотехнологии

Худякова Мария Викторовна

Директор Центра языка и мозга факультета гуманитарных наук НИУ ВШЭ в Нижнем Новгороде

Цветкова Лариса Александровна

Заместитель директора по научной деятельности НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге

Чумакова Мария Алексеевна

Руководитель Департамента психологии Факультета социальных наук

Шестакова Анна Николаевна

И.о. директора Института когнитивных нейронаук

Штыров Юрий Юрьевич

Ведущий научный сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований Института когнитивных наук



Партнеры

Публикации проекта

  • Статья

    Kuptsova S., Dragoy O., Ivanova M.

    Switching Attention Deficits in Post-Stroke Individuals with Different Aphasia Types

    Aphasiology. 2023. Vol. 37. No. 2. P. 260-287.

  • Статья

    Davydova A., Julia Sheronova, Kosonogov V. et al.

    Neurochronometry of choice-induced preference changes: when do preferences actually change?

    Frontiers in Human Neuroscience. 2023. Vol. 17.

  • Posterior parietal cortex is causally involved in reward valuation but not in probability weighting during risky choice

    Cerebral Cortex. 2024. Vol. 34. No. 1.

  • Глава в книге

    Gromov V., Dang Q. N.

    Spot the Bot: Distinguishing Human-Written and Bot-Generated Texts Using Clustering and Information Theory Techniques

    In bk.: 10th International Conference, PReMI 2023, Kolkata, India, December 12–15, 2023, Proceedings. Pattern Recognition and Machine Intelligence. LNCS, volume 14301. Cham: Springer, 2023. Ch. 3. P. 20-27.

  • Статья

    Gallo F., Terekhina L., Shtyrov Y. et al.

    Neuroplasticity and cognitive reserve effects in the Caudate Nucleus of young bilingual adults

    Bilingualism: Language and Cognition. 2024. Vol. 27. No. 1. P. 107-116.

  • Статья

    Ntoumanis I., Davydova A., Sheronova Y. et al.

    Neural mechanisms of expert persuasion on willingness to pay for sugar

    Frontiers in Behavioral Neuroscience. 2023. Vol. 17.

Все публикации

Хотите быть в курсе проектов?

Подписаться


Обратная связь