Ученые Самарского университета создали доступный всему миру программный комплекс для исследований в области мозга

Ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева совместно с российскими и зарубежными коллегами разработали программный комплекс с открытым исходным кодом для проведения научных исследований в области работы мозга. Программная платформа OpenNFT.org, позволяющая в буквальном смысле увидеть и проанализировать активность мозга в режиме реального времени, уже прошла апробацию и применяется в ряде известных университетов и научно-исследовательских центров мира. Работе платформы и последним инновационным изменениям, внесенным в программный комплекс, был посвящен отдельный семинар, который ученые Самарского университета провели совместно с коллегами из США и Великобритании в рамках международной научной конференции rtFIN-2019 (Real-Time Functional Imaging and Neurofeedback) в германском Аахене 7 декабря. 

Платформа разработана совместно со специалистами Института систем обработки изображений РАН, Йельского университета (США), Имперского колледжа Лондона, политехнической школы Лозанны и университета Цюриха (Швейцария). OpenNFT.org предназначена для проведения исследований, связанных с формированием нейробиологической обратной связи, и работает на основе МРТ-сканера. В ходе экспериментов находящийся в сканере человек получает какую-либо информацию, например, он видит изображения, слышит звуки. В это время ученые с помощью самарской разработки ежесекундно получают и анализируют сканы активности его мозга с пространственным разрешением в 1 мм. Программный комплекс сопоставляет, какие зоны мозга реагируют на тот или иной раздражитель, как они взаимодействуют друг с другом.

"Мы можем понимать, как человек воспринимает то или иное изображение, как он контролирует свои эмоции. Разработка позволяет решать огромное количество задач, в том числе нейрореабилитацию людей после инсульта", — отметил профессор кафедры суперкомпьютеров и общей информатики Самарского университета Артем Никоноров. 

По его словам, у самарского программного комплекса есть известный в мире аналог — это западная платформа Turbo-BrainVoyager ("Турбо-Брейн Вояджер"), однако она платная и закрытая. И если вопрос ее цены — порядка 20 тысяч евро — для богатых зарубежных университетов особой проблемы не составляет, то вот закрытость платформы порой мешает ученым в их исследованиях, ограничивая свободу действий. Огромное преимущество OpenNFT.org — в ее открытости и возможности модификации.

"Это единственная в мире открытая подобная платформа. Она бесплатная и расширяемая, что позволяет научным коллективам свободно адаптировать ее под свои цели, писать для нее необходимые плагины. Платформа работает на всех типах современных МРТ-сканеров", — рассказал Никоноров.

Платформа уже успешно применяется в исследовательских проектах мировых научных центров в Швейцарии, США, Великобритании, Германии, Испании. Так, например, в Швейцарии самарская разработка задействована в лаборатории нейроэкономики — это междисплинарное направление на пересечении экономической теории, нейробиологии и психологии, изучающее процесс принятия решений при выборе альтернативных вариантов, распределении риска и вознаграждения.

Недавно в Швейцарии платформу OpenNFT.org взяла на вооружение лаборатория нейропедиатрии. В результате самарские ученые спустя некоторое время добавили в программу новую опцию — "контроль качества". Это связано с тем, что дети во время обследования в МРТ-сканере часто начинают вращать головой, двигаться, и показания приборов искажаются, поэтому необходима корреляция ошибок. 

Для справки:

Принципы работы OpenNFT.org изложены в публикации: Y.Koush et al., OpenNFT: An open-source Python/Matlab framework for real-time fMRI neurofeedback training based on activity, connectivity and multivariate pattern analysis, Neuroimage, 2017.

Фото: pixabay.com