Eksperyment „PhotonGrav” przeprowadzony w ramach polskiej misji technologiczno‑naukowej IGNIS pokazał, że interfejs mózg‑komputer (ang. Brain‑Computer Interface, BCI) może skutecznie funkcjonować w warunkach mikrograwitacji na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). W jego trakcie astronauci kontrolowali ruch obiektu na ekranie wyłącznie za pomocą aktywności mózgu, bez użycia mięśni, uzyskując średnią skuteczność powyżej 80 proc. — znacznie przekraczając prognozowany próg 70 proc. poprawnych odczytów intencji.
Interfejs BCI wykorzystany w eksperymencie oparty jest na funkcjonalnej spektroskopii bliskiej podczerwieni (fNIRS), technologii mierzącej zmiany utlenowania krwi w korze mózgowej. W odróżnieniu od bardziej znanych metod EEG, fNIRS rejestruje hemodynamiczne odpowiedzi mózgowe, co czyni je bardziej odpornym na zakłócenia ruchowe i środowiskowe typowe dla lotów kosmicznych.
Jak działa interfejs mózg‑komputer w kosmosie
Podczas testów astronauci uczestniczący w misji Ax‑4, w tym polski astronauta dr Sławosz Uznański‑Wiśniewski, wykonywali zadania polegające na wejściu w stan skupienia lub relaksu. Urządzenie fNIRS umieszczone na ich głowach mierzyło poziom tlenu w określonych obszarach mózgu, a algorytmy identyfikowały te zmiany jako komendy sterujące. W warunkach mikrograwitacji obserwowano nawet silniejsze sygnały z mózgu, co naukowcy tłumaczą przemieszczaniem się płynów ustrojowych w kierunku głowy i bliższym kontaktem mózgu z sensorami.
To pierwsze w historii udane zastosowanie systemu BCI w kosmosie ma szersze znaczenie. Pokazuje, że technologie bezpośredniej komunikacji między mózgiem a komputerem mogą działać poza laboratorium i w trudnych warunkach środowiska kosmicznego. Już teraz fNIRS jest używany w kolejnych misjach na ISS, dostarczając dane o aktywności mózgowej i pomagając w badaniach nad wpływem mikrograwitacji na funkcje poznawcze.
Zastosowania i przyszłość technologii BCI
Technologia BCI, choć zyskuje popularność w badaniach naukowych i medycznych na Ziemi, dopiero zaczyna być testowana w ekstremalnych środowiskach. Na orbitalnej stacji eksperyment PhotonGrav nie tylko bada możliwość sterowania interfejsem myślami w kosmosie, ale także dostarcza nowych danych na temat działania mózgu w mikrograwitacji. Takie rozwiązania mogą mieć zastosowanie nie tylko w lotach kosmicznych, ale również w medycynie (np. wspomaganie komunikacji osób z ograniczoną mobilnością) oraz w monitorowaniu czynników psychofizjologicznych w trudnych warunkach.
PhotonGrav jest jednym z kluczowych projektów w ramach polskiej misji IGNIS, która realizuje kilkanaście eksperymentów naukowych i technologicznych na ISS, stawiając polską naukę i technologie w centrum międzynarodowych badań kosmicznych.
