Люди, боты и цифровые двойники: итоги года стратпроекта «Устойчивый мозг» (original) (raw)

В НИУ ВШЭ провели итоговый за 2024 год объединенный научный семинар стратегического проекта «Устойчивый мозг: нейрокогнитивные технологии адаптации, обучения, развития и реабилитации человека в изменяющейся среде». На мероприятии были представлены результаты фундаментального и прикладных проектов, направленных на разработку «3Н-технологий» — нейродиагностики, нейроадаптации и нейрореабилитации. Их цель — создать инструменты, которые позволят снизить число нейрогенных и психических заболеваний или облегчить их последствия.

Игорь Соколов

Стратегический проект «Устойчивый мозг» был запущен в НИУ ВШЭ в 2023 году в рамках программы «Приоритет-2030», напомнил административный руководитель стратпроекта Игорь Соколов. «Первый год мы посвятили настройке процессов. Это было не всегда легко, не всегда понятно, но, кажется, мы с этим справились. Важно, что цели и задачи стратегического проекта полностью соответствуют утвержденному президентом России перечню важнейших наукоемких технологий до 2030 года в части критических технологий, а именно в части биомедицинских и когнитивных технологий здорового и активного долголетия», — подчеркнул он.

Сегодня стратегический проект вобрал в себя 12 проектов, связанных между собой для достижения общей цели. В работе участвуют 12 подразделений и 4 кампуса НИУ ВШЭ, а также 14 партнеров, сформирован консорциум «Трансфер нейрокогнитивных технологий». В рамках стратпроекта создается Первый центр ассистивных технологий и дополненного интеллекта, который станет единой инфраструктурой для исследований, площадкой для генерации и воплощения идей в области нейронаук и нейротехнологий, а также их коммерциализации.

Василий Громов

О реализации проекта программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ «Мультидисциплинарное исследование мозга человека: поведенческие, психофизиологические и математические подходы к когнитивным функциям» рассказал руководитель проекта Василий Громов. «Наш проект является подлинно междисциплинарным. Здесь вы увидите специалистов по искусственному интеллекту, по математическому моделированию, по программному обеспечению, языковедению, языкознанию, по каким-то экспериментальным вещам. Здесь мы видим такое редкое исключение, когда произошло их реальное объединение», — отметил он.

И это дало свои плоды: ученым удалось добиться сочетания фундаментальных результатов с результатами практическими, подчеркнул докладчик. Так, разработки, полученные в рамках проекта «Поймай бота: семантические пространства дополненного ума», будут внедрены в учебный процесс Вышки уже с 1 января 2025 года. С их помощью будут проверяться выпускные курсовые работы студентов курсов «Программная инженерия» и «Философия». А с 2026 года предполагается масштабное внедрение уже по всем программам Высшей школы экономики.

Цель проекта — создание эффективной системы обнаружения текстов, написанных ботами. В результате создан прототип целого комплекса программ, позволяющих отличать тексты ботов от текстов людей в широком классе ботов для различных языков.

«Проблема не в том, чтобы просто выявить, что при написании диплома использовали генеративные модели искусственного интеллекта. Штука в том, что эта задача представляет собой некий вызов для всего общества. Тексты ботов должны быть не столько запрещены —это бессмысленно и невозможно, — сколько маркированы», — полагает Василий Громов.

На сегодняшний день система спроектирована, разработаны веб-сервис и модуль для предварительной обработки текста, а также четыре ИИ-модели, доля правильных ответов которых превышает 90%. В ближайшее время планируется интегрировать систему со SmartLMS.

Также Василий Громов рассказал о реализации проектов, посвященных построению полной бифуркационной картины для нелинейных уравнений в частных производных и исследованию паттернов когнитивных временных рядов.

Маттео Феурра

Доцент Института когнитивных нейронаук, ведущий научный сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований Маттео Феурра представил исследование механизмов планирования и организации движений, включая участие системы зеркальных нейронов человека, использование системы отслеживания движений и транскраниальной магнитной стимуляции. Проект изучает роль премоторной коры в планировании движений человека, влияние позы на систему зеркальных нейронов и эффективность движения в зависимости от ориентации объекта в пространстве.

Анна Шестакова

Проект «Когнитивные особенности детей с моторными нарушениями: фундаментальные и прикладные аспекты» представила директор Института когнитивных нейронаук Анна Шестакова. «Мы проводим исследование когнитивных особенностей детей, которым делают сложнейшие, уникальнейшие операции по трансплантации мышц. В частности, при проведении нейропсихологических и нейролингвистических тестов наша выпускница Мария Корякина обнаружила такие особенности пациентов, как нарушение внимания, нарушение памяти. Также у этих детей были проблемы с моторными функциями», — рассказала она.

Алексей Осадчий

Директор Центра биоэлектрических интерфейсов, профессор департамента анализа данных и искусственного интеллекта Алексей Осадчий рассказал о проекте «Цифровой двойник фМРТ на основе ЭЭГ». Его задача — создание экологичной визуализации активности подкорковых структур мозга, которые отвечают за ряд важных функций, таких как формирование эмоций (привязанность, эмпатия), эксплоративное поведение и обучение, но при этом очень мало изучены у человека.

«Подкорковые структуры у человека изучены очень мало, потому что доступ к ним при помощи экологичных методов очень ограничен. Мы поставили задачу довольно амбициозную — научиться превращать энцефалограмму в гемодинамику подкорковых структур мозга. Активность подкорки играет очень существенную роль и в устойчивости мозга во всех аспектах», — пояснил он.

Цифровой двойник, созданный в рамках проекта, обеспечит доступ к сигналу активности подкорковых областей мозга на основе ЭЭГ и ML-модели.

Денис Захаров

Ведущий научный сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований Денис Захаров рассказал о системе ИИ-диагностики слуха, разрабатываемой совместно с коллективом Центра биоэлектрических интерфейсов НИУ ВШЭ и клиницистами из Института им. Л.И. Свержевского (ГБУЗ «НИКИО им. Л.И. Свержевского»). В рамках этого проекта ученые занимаются разработкой биологически релевантных математических моделей связи ритмической активности мозга с процессами парцелляции речевого потока на синтаксические единицы. Результатом их труда стала нейроморфная генеративная модель онлайн-обработки речи. Она демонстрирует высокую производительность речи в режиме реального времени и способна, в отличие от систем на базе ИИ, работать с ускоренными и нарезанными речевыми сигналами, хорошо воспроизводя подобные свойства, наблюдаемые в экспериментах с людьми.

Светлана Малютина

Заместитель директора Центра языка и мозга НИУ ВШЭ Светлана Малютина представила проект «Возрастные изменения в речевой функции». Исследователи изучают, что происходит с речевой функцией человека в пожилом возрасте. «Нас интересует, как речевая функция изменяется в зависимости от того, по какой траектории происходит старение: в здоровом варианте, когда человек активен и, может быть, даже продолжает профессионально развиваться, либо по траектории деменции, когда у человека настолько выражено когнитивное нарушение, что страдает самостоятельность, либо наблюдается промежуточный вариант — синдром мягкого когнитивного снижения, который в дальнейшем может перейти в деменцию или нет. Нас интересует, могут ли какие-то речевые показатели быть прогностическими маркерами, которые покажут, что дальше произойдет с когнитивными функциями у конкретного человека старшего возраста», — рассказала она.

Докладчица привела два примера исследований, проведенных в уходящем году. Одно из них было посвящено субъективным жалобам на когнитивные функции. Оказалось, что выраженность субъективных жалоб пожилых людей на речевую функцию лишь умеренно связана с ее реальными показателями. Второе исследование посвящено клинической информативности задания на вербальную беглость. Оно показало, что синдром мягкого когнитивного снижения более точно предсказывается моделью, которая учитывает лингвистические характеристики слов, названных в задании на вербальную беглость, а не просто их количество. «Это происходит, например, за счет того, что люди с синдромом мягкого когнитивного снижения более склонны перепрыгивать между непохожими словами, а люди, относящиеся к условной норме, более склонны называть слова группами, состоящими из похожих друг на друга слов», — пояснила Светлана Малютина.

Ольга Драгой

Директор Центра языка и мозга Ольга Драгой рассказала о реализации ряда проектов Центра языка и мозга. В частности, к размещению на RuStore готовятся несколько разработанных приложений-тренажеров для реабилитации и тренировки навыков у людей с нарушениями речевых и языковых навыков. Мобильное приложение СЛОН для тренировки называния по картинке предназначено для реабилитации пациентов с афазией после инсульта со слабой и средней степенью нарушений. Пользователи работают с ним самостоятельно и получают от приложения обратную связь, а также могут экспортировать данные специалисту. Мобильное приложение Leximetr служит для оценки навыков чтения у взрослых и позволяет оценить скорость и точность чтения, а также уровень понимания прочитанного у людей всех возрастов.

Ольга Буйволова

Проект научного сотрудника Центра языка и мозга Ольги Буйволовой касается технологии неинвазивной стимуляции головного мозга для восстановления и улучшения речевой функции людей с постинсультной афазией. Был разработан протокол плацебо-контролируемого исследования, которое на данный момент продолжается.

Сергей Аксенов

Заместитель директора по научной работе Московского института электроники и математики им. А.Н. Тихонова Сергей Аксенов рассказал о создании электронного атласа ex-vivo диссекций языковых ассоциативных трактов головного мозга. Докладчик отметил, что понимание пространственной структуры проводящих путей головного мозга человека важно для решения многих задач нейрохирургии. Наиболее распространенным методом составления объемной карты проводящих путей является метод анализа снимков МРТ, но он дает вероятностный результат, который не всегда соответствует анатомической реальности. Задача проекта —составление и демонстрация пространственной структуры связанных с языком проводящих путей головного мозга путем анализа ex-vivo диссекций кадаверных препаратов. Этот метод позволяет составить более адекватное реальности представление о расположении трактов.

Анна Шестакова представила проект «Прогнозирование и модуляция экономического поведения», в рамках которого изучается влияние различных социальных агентов на снижение потребления сахара. Исследование показало, что и эксперты-врачи, и сверстники оказывают схожее влияние на принятие решений. В процессе изучения нейроэкономики предпочтения сладкого ученые показали, что высокая импульсивность связана с более высокой вероятностью развития зависимости от сладкой еды и сладких напитков, — любители сладкого более импульсивны.

Юлия Еременко

Юлия Еременко, научный сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований, рассказала о мультисенсорном маркетинге, где используются нейрофизиологические маркеры гедонистического восприятия вкуса. В рамках проекта планируется нейропрогнозирование агрегированных продаж и предпочтений на рынке товаров и услуг, в банковском секторе, медиакоммуникациях, при осуществлении пожертвований. Кроме того, будут проведены исследования механизмов зависимости от сахара.

Василий Ключарёв

Заведующий Международной лабораторией социальной нейробиологии НИУ ВШЭ Василий Ключарёв рассказал о влиянии зеленой среды в городских пространствах на нейрокогнитивные процессы. Цель проекта — создание индекса городской среды, основанного на данных научных исследований. При поддержке факультета географии и геоинформационных технологий НИУ ВШЭ был проведен расчет показателей NDVI, EVI, NDWI и создан международный индекс озеленения. Ученые планируют адаптировать модель для анализа других показателей, собранных по Ленинградской области, чтобы углубить исследование взаимосвязей городской среды и различных факторов, влияющих на благополучие населения.

Анна Измалкова

Научный сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований Анна Измалкова представила результаты изучения нейробиологических и психологических основ научения, интеллекта, мультилингвизма и когнитивного резерва. Ученые исследуют факторы, вносящие вклад в когнитивный резерв, разрабатывают методологии формирования когнитивного резерва на основе переключения между разными языковыми системами. Цель проекта — разработка ПО для комплексной диагностики и формирования когнитивного резерва. Кроме того, докладчица рассказала об открытии нового Центра исследований интеллекта и когнитивного благополучия.