Слуховой аппарат настраивается на мозг

Современные слуховые аппараты по-прежнему плохо различают, какие звуки стоит усиливать, а какие — игнорировать. В результате пользователи испытывают перегрузку и хроническую усталость. Даже спокойный разговор в машине может быть изнурительным: шум двигателя и дороги усиливается вместе с речью, создавая постоянный акустический фон, который мозгу приходится непрерывно «фильтровать».

Почему «умные» слуховые аппараты всё ещё утомляют

За последние годы слуховые технологии заметно продвинулись вперёд. Современные устройства умеют:

• использовать адаптивное формирование луча, фокусируя микрофоны на говорящем;
• снижать уровень фонового шума;
• применять машинное обучение для распознавания среды (кафе, автомобиль, вечеринка) и автоматической смены настроек.

И всё же этого недостаточно.

«Как будто уши работают, но мозг устал», — сказал мне однажды пожилой мужчина, разочарованный своими высокотехнологичными слуховыми аппаратами.

Это наблюдение привело к ключевому выводу: главный нерешённый рубеж слуховых технологий — когнитивная нагрузка. Устройства реагируют на внешний звук, но не учитывают внутреннее состояние слушателя.

А что, если слуховые аппараты могли бы не только усиливать звук, но и “слушать” сам мозг?

От усилителей к эмпатичным системам

Новое поколение слуховых аппаратов может стать принципиально иным. Вместо простых акустических усилителей — интеллектуальные системы, которые считывают мозговую активность и физиологические маркеры, а затем подстраивают звук под реальное состояние человека.

Две технологии уже сегодня выглядят ключевыми:

• электроэнцефалография (ЭЭГ) — для отслеживания активности мозга;
• пупилометрия — измерение размера зрачков как индикатора умственного усилия.

Обе способны радикально изменить пользовательский опыт и снизить усталость от слушания.

Стареющее население в всё более шумном мире

По данным ВОЗ, более 430 млн человек страдают от серьёзной потери слуха, включая 34 млн детей. К 2050 году число людей с той или иной степенью потери слуха может достичь 2,5 млрд, а около 700 млн будут нуждаться в лечении или протезировании.

Проблему усугубляет и акустическая среда:

• до 1,4 млрд молодых людей находятся под риском постоянной потери слуха из-за громкого прослушивания аудиоустройств;
• ежегодные экономические потери от нерешённой потери слуха приближаются к $1 трлн.

И всё же использование слуховых аппаратов остаётся низким. Согласно The Lancet (2024), лишь 13% взрослых американцев с потерей слуха регулярно пользуются ими. Среди причин — стоимость, стигма, дискомфорт и, главное, плохая работа в шумных условиях.

Проблема в том, что аппараты «не знают», что чувствует мозг

Современные устройства реагируют только на акустическую среду. Они не понимают:

• устал ли пользователь;
• теряет ли он фокус;
• насколько трудно ему следить за речью прямо сейчас.

Именно здесь возникает идея нейроадаптивных слуховых аппаратов.

Слуховые аппараты с ЭЭГ: когда мозг подсказывает настройку

ЭЭГ — неинвазивная технология, измеряющая электрическую активность мозга. Она давно используется в медицине, но за последние годы стала компактнее и портативнее, что открыло путь в потребительские устройства.

Проекты вроде cEEGrid (Университет Ольденбурга) и внутриушных систем Орхусского университета размещают электроды вокруг уха. Несмотря на более низкое соотношение сигнал/шум по сравнению с классической ЭЭГ, такие системы уже доказали свою пригодность для:

• оценки внимания;
• измерения усилий при слушании;
• отслеживания того, за каким говорящим человек пытается следить.

Когда человек внимательно слушает, его мозговые ритмы синхронизируются с речью говорящего. Если эта синхронизация ослабевает — это признак того, что понимание даётся с трудом.

В будущем слуховой аппарат сможет:

• фиксировать снижение нейронного «отслеживания речи»;
• автоматически усиливать нужный голос;
• активировать более агрессивное шумоподавление;
• снижать когнитивную нагрузку ещё до того, как пользователь осознает усталость.

Технические и этические барьеры

Коммерциализация ЭЭГ-слуховых аппаратов требует решения нескольких задач:

• индивидуальной калибровки под мозговые паттерны пользователя;
• очистки шумных нейросигналов в реальном времени;
• энергоэффективных вычислений в миниатюрных устройствах;
• защиты данных и соблюдения нейроэтики.

Тем не менее темпы прогресса делают эти проблемы решаемыми в горизонте 10 лет.

Слушать глазами: роль пупилометрии

Второй путь — наблюдение за глазами. Размер зрачка меняется не только из-за света, но и отражает:

• внимание;
• возбуждение;
• умственное усилие;
• сложность понимания речи.

Исследования в UCL и Лейденском университете показали: у людей с потерей слуха зрачки стабильно расширяются при попытке понять речь в шуме. Это делает пупилометрию объективным индикатором слуховой нагрузки.

В теории слуховой аппарат, получая такие данные, мог бы:

• динамически менять направленность микрофонов;
• усиливать подавление шума;
• адаптироваться не только к среде, но и к состоянию пользователя.

Проблема — в железе. Камеры и инфракрасная подсветка пока слишком громоздки для слуховых аппаратов. Более реалистичный путь — интеграция с умными очками, гарнитурами AR/VR или устройствами вроде Apple Vision Pro, где трекинг глаз уже встроен.

Будущее: от устройств к когнитивным компаньонам

Мы стоим на пороге смены парадигмы: от аудиоустройств, ориентированных на звук, к технологиям, ориентированным на человека.

• В ближайшие 5 лет — гибриды наушников, ЭЭГ и умных очков.
• Через 10 лет — нейроадаптивные слуховые аппараты как новый стандарт.
• Через десятилетия — когнитивные аудиокомпаньоны, которые понимают наше состояние и помогают взаимодействовать с миром.

Речь идёт не только о разборчивости звука.
Речь идёт о снижении усталости, уменьшении социальной изоляции и возвращении уверенности.

В конечном счёте — о том, чтобы технологии слышали нас так же внимательно, как мы пытаемся слышать мир.

Источник: https://spectrum.ieee.org/hearing-aids-biosignals