Биоинженерные нейрокомпьютерные интерфейсы: вводный обзор технологий, клинических применений и этико-правовых вызовов

А. У. Заммоев, Р. Н. Абуталипов

---

Аннотация: Биоинженерные нейрокомпьютерные интерфейсы (БИНКИ) представляют собой быстро развивающуюся междисциплинарную область на стыке нейронауки, биоинженерии, материаловедения и искусственного интеллекта. В данном вводном обзоре представлен краткий синтез текущего состояния исследований по ключевым направлениям: инвазивным, минимально инвазивным и неинвазивным платформам; перспективным технологиям (биогибридные интерфейсы, нанопроволочные зонды, in vitro модели); клиническим применениям в нейрореабилитации и коммуникации; а также этико-правовым аспектам – от нейроприватности до когнитивных прав. Особое внимание уделено региональным стратегиям развития, включая человеко-центрированный подход российской научной школы. Обзор не претендует на исчерпывающий анализ, но призван обозначить концептуальные рамки и информационную базу для последующих тематических публикаций, посвященных глубокому сравнительному анализу, нормативному моделированию и стратегическим приоритетам трансляции БИНКИ в клиническую практику.

Ключевые слова: биоинженерные нейрокомпьютерные интерфейсы (БИНКИ), инвазивные интерфейсы, нейрореабилитация, биогибридные интерфейсы, этико-правовые аспекты, когнитивные права

Для цитирования. Заммоев А. У., Абуталипов Р. Н. Биоинженерные нейрокомпьютерные интерфейсы: вводный обзор технологий, клинических применений и этико-правовых вызовов // Известия КабардиноБалкарского научного центра РАН. 2025. Т. 27. № 5. С. 125–142. DOI: 10.35330/1991-6639-2025-27-5-125-142

Список литературы

1. Musk E., Neuralink. An integrated brain-machine interface platform with thousands of channels // Journal of Medical Internet Research. 2019. Vol. 21. No. 10. P. e16194. DOI: 10.2196/16194
2. Goding J. A., Gilmour A., Ulises Alejandro Aregueta Robles, Hasan E. Living bioelectronics: strategies for developing an effective long‐term Implant with functional neural connections // Advanced Functional Materials. 2018. Vol. 28. No. 12. P. 1702969. DOI: 10.1002/adfm.201702969
3. Филипова И. А. Нейротехнологии: развитие, применение на практике и правовое регулирование // Вестник Санкт-Петербургского университета. Право. 2021. Т. 12. № 3. С. 502–521. DOI: 10.21638/spbu14.2021.302. EDN: GVISZL
4. Абуталипов Р. Н., Заммоев А. У., Нагоев З. В. Бионаноробототехника: концептуализация, проблематика и задачи исследований // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2016. № 6(74). С. 11–17. EDN: XRUYRN
5. Абуталипов Р. Н., Заммоев А. У., Загазежева О. З. Интеррепрезентативные сети (ИРС) и репрезентативность VR визуализации наноструктур и процессов в наносреде // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2016. № 4(72). С. 5–9. EDN: WKDXXD
6. Абуталипов Р. Н., Заммоев А. У., Анчеков М. И. Перспективы применения микро- и наносистемной техники в биологии и медицинской диагностике. Проблемы и задачи LOC (лабораторий на чипе) // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2016. № 6(74). С. 5–10. EDN: XRUYRD
7. Абуталипов Р. Н., Заммоев А. У. Информационный сервис для системы поддержки принятия решений в процессе проектирования устройств бионаноробототехники // ИзвестияКабардино-Балкарского научного центра РАН. 2017. № 6-2(80). С. 9–12. EDN: YWNDNP
8. Заммоев А. У., Абуталипов Р. Н. Поиск, исследование и развитие технологий бионаноробототехники для устойчивого развития горных территорий в эпоху шестого технологического уклада // Устойчивое развитие горных территорий. 2018. Т. 10. № 3(37). С. 447–457. DOI: 10.21177/1998-4502-2018-3-447-457. EDN: YOHKLJ
9. Заммоев А. У., Абуталипов Р. Н. Каталитические самоходные нанодвижители как основа элементной базы для проектирования наномехатронных устройств и систем для бионаномашин в бионаноробототехнике // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2018. № 6-2(86). С. 149–156. EDN: YZKELR
10. Абуталипов Р. Н., Заммоев А. У. О возможных перспективах использования магнитотактических бактерий в бионаноробототехнике // Перспективные системы и задачи управления: материалы XIV Всероссийской научно-практической конференции и X молодежной школы-семинара «Управление и обработка информации в технических системах»; Южный федеральный университет. Ростов-на-Дону; Таганрог: Издательство Южного федерального университета, 2019. С. 200–205. ISBN: 978-5-9275-3146-2
11. Заммоев А. У., Абуталипов Р. Н. Поиск методов и исследование возможностей применения современных технологий виртуального прототипирования и конструирования биоинженерных систем при проектировании бионаноустройств и систем бионаноробототехники // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2020. № 6(98). С. 34–42. DOI: 10.35330/1991-6639-2020-6-98-34-42. EDN: JNLSCR
12. Заммоев А. У., Абуталипов Р. Н. О возможностях и необходимости применения биоинженерных устройств и систем бионаноробототехники и биоробототехники в решении задач практической медицины // Фундаментальная наука для практической медицины. Аддитивные технологии, современные материалы и физические методы в медицине. Актуальные вопросы: материалы II Международной научно-практической конференции, Нальчик, 15–18 сентября 2021 года. Нальчик: Принт Центр, 2021. С. 17–18. EDN: OVYATY
13. Заммоев А. У., Абуталипов Р. Н. Мягкие полимерные мехатронные конструкции для применения биоинтегрированного подхода в мягкой робототехнике и биоробототехнике // Перспективные системы и задачи управления: материалы XVII Всероссийской научнопрактической конференции и XIII молодежной школы-семинара, п. Домбай, 04–08 апреля 2022 года. Таганрог: ИП Марук М.Р, 2022. С. 302–313. EDN: RULOPE.
14. Абуталипов Р. Н., Заммоев А. У., Чернышев Г. В. Поиск теоретических подходов для исследования киберфизических систем и сред с интеллектуальным управлением // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2024. Т. 26. № 6. С. 26–44. DOI: 10.35330/1991-6639-2024-26-6-26-44. EDN: CCVAZY
15. Hochberg L.R., Serruya M., Friehs G.M., Mukand J.A. Neuronal ensemble control of prosthetic devices by a human with tetraplegia // Nature. 2006. Vol. 442. No. 7099. Pp. 164–171. DOI: 10.1038/nature04970
16. Bjånes D.A. et al. Quantifying physical degradation alongside recording and stimulation performance of 980 intracortical microelectrodes chronically implanted in three humans for 956–2246 days // medRxiv. 2024.
17. Sahasrabuddhe K., Khan A.A., Singh A.P. et al. The Argo: a high channel count recording system for neural recording in vivo // Journal of neural engineering. 2021. Vol. 18. No. 1. P. 015002. DOI: 10.1088/1741-2552/abd0ce
18. Mitchell P., Lee S. C.M., Yoo P.E. et al. Assessment of safety of a fully implanted endovascular brain-computer interface for severe paralysis in 4 patients: the stentrode with thought-controlled digital switch (SWITCH) study // JAMA neurology. 2023. Vol. 80. No. 3. Pp. 270–278. DOI: 10.1001/jamaneurol.2022.4847
19. Badcock N.A. et al. Validation of the Emotiv EPOC EEG system for research quality auditory event-related potentials in children // PeerJ. 2015. Vol. 3. P. e907.
20. Ban H.Y. et al. Kernel Flow: a high channel count scalable time-domain functional nearinfrared spectroscopy system // Journal of biomedical optics. 2022. Vol. 27. No. 7. P. 074710.
21. Мокиенко О. А., Люкманов Р. Х., Бобров П. Д. и др. Нейрокомпьютерные интерфейсы, основанные на регистрации спектроскопии в ближней инфракрасной области и электроэнцефалографии, в постинсультной реабилитации: сравнительное исследование // Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2024. Т. 16. № 5. С. 17–23. DOI: 10.14412/2074-2711-2024-5-17-23
22. Pratt E.J. et al. Kernel Flux: a whole-head 432-magnetometer optically-pumped magnetoencephalography (OP-MEG) system for brain activity imaging during natural human experiences // Optical and Quantum Sensing and Precision Metrology. SPIE, 2021. Vol. 11700. Pp. 162–179.
23. Thwe Y., Maneetham D., Crisnapati P.N. Review of applications in wheelchair control using Emotiv insight and Emotiv Epoc headsets // 2024 6th international conference on cybernetics and intelligent system (ICORIS). IEEE, 2024. Pp. 1–6.
24. Jiang Y., Huang Q., Li Y. Application strategies of brain-computer interface in education from the perspective of innovation diffusion theory // Brain-Apparatus Communication: A Journal of Bacomics. 2024. Vol. 3. No. 1. P. 2376368.
25. Lupu R.G. et al. BCI and FES based therapy for stroke rehabilitation using VR facilities // Wireless Communications and Mobile Computing. 2018. Vol. 2018. No. 1. P. 4798359.
26. Zhang A. et al. Nanowire probes could drive high-resolution brain-machine interfaces // Nano Today. 2020. Vol. 31. P. 100821.
27. Leng Y. et al. Advances in in vitro models of neuromuscular junction: focusing on organ‐on‐a‐ chip, organoids, and biohybrid robotics // Advanced Materials. 2023. Vol. 35. No. 41. P. 2211059.
28. Frank J.A., Antonini M.J., Anikeeva P. Next-generation interfaces for studying neural function // Nature biotechnology. 2019. Vol. 37. No. 9. Pp. 1013–1023.
29. Willett F.R. et al. A high-performance speech neuroprosthesis // Nature. 2023. Vol. 620. No. 7976. Pp. 1031–1036.
30. Willsey M.S. et al. A high-performance brain–computer interface for finger decoding and quadcopter game control in an individual with paralysis // Nature Medicine. 2025. Vol. 31. No. 1. Pp. 96–104.
31. Cervera M.A. et al. Brain‐computer interfaces for post‐stroke motor rehabilitation: a meta‐ analysis // Annals of clinical and translational neurology. 2018. Vol. 5. No. 5. P. 651–663.
32. Ramirez J.G. et al. Intracortical recordings reveal the neuronal selectivity for bodies and body parts in the human visual cortex // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2024. Vol. 121. No. 51. P. e2408871121.
33. Патент № 2736710 C1 Российская Федерация, МПК A61B 5/0476, A61B 5/16. Система и способ определения состояния усталости или бодрости на основе биометрического сигнала ЭЭГ: № 2020107543: заявл. 19.02.2020: опубл. 19.11.2020 / А. Н. Макаров, А. А. Макаров, С. М. Горюшко [и др.]; заявитель Общество с ограниченной ответственностью «Лаборатория знаний». EDN: LFGGRP
34. Патент № 2736711 C1 Российская Федерация, МПК A61B 5/0476, A61B 5/16. Система и способ определения состояния стресса на основе биометрического сигнала ЭЭГ: № 2020107542: заявл. 19.02.2020: опубл. 19.11.2020 / А. Н. Макаров, А. А. Макаров, С. М. Горюшко и др.; заявитель Общество с ограниченной ответственностью «Лаборатория знаний». EDN: WBOYEF
35. Патент № 2813807 C1 Российская Федерация, МПК A61H 1/00, A61N 1/36, A61H 39/00. Способ мультимодальной коррекции двигательных и когнитивных нарушений у пациентов, перенесших ишемический инсульт: № 2023105046: заявл. 06.03.2023: опубл. 19.02.2024 / Е. В. Костенко, Л. В. Петрова, И. В. Погонченкова и др.; заявитель Государственное автономное учреждение здравоохранения города Москвы «Московский научно-практический центр медицинской реабилитации, восстановительной и спортивной медицины Департамента здравоохранения города Москвы».
36. Патент № 2844844 C1 Российская Федерация, МПК A61H 1/00, A61N 1/00. Способ восстановления движений верхней конечности после ишемического инсульта сочетанным применением электромиостимуляции и бимануальной роботизированной механотерапии с технологией интерфейс «мозг-компьютер»: заявл. 04.07.2024: опубл. 07.08.2025 / Е. В. Костенко, И. В. Погонченкова, Л. В. Петрова и др.; заявитель Государственное автономное учреждение здравоохранения города Москвы «Московский научно-практический центр медицинской реабилитации, восстановительной и спортивной медицины имени С. И. Спасокукоцкого Департамента здравоохранения города Москвы».
37. Owen A.M., Coleman M.R. Detecting awareness in the vegetative state // Annals of the New York Academy of Sciences. 2008. Vol. 1129. No. 1. Pp. 130–138. DOI: 10.1196/annals.1417.018
38. Monti M.M., Vanhaudenhuyse A., Coleman M.R. et al. Willful modulation of brain activity in disorders of consciousness // New England journal of medicine. 2010. Vol. 362. No. 7. Pp. 579–589. DOI: 10.1056/NEJMoa0905370
39. Yuste R., Goering S., Arcas B.A.Y. et al. Four ethical priorities for neurotechnologies and AI // Nature. 2017. Vol. 551. No. 7679. Pp. 159–163. DOI: 10.1038/551159a
40. Ienca M., Andorno R. Towards new human rights in the age of neuroscience and neurotechnology // Life Sciences, Society and Policy. 2017. Vol. 13. No. 1. P. 5. DOI: 10.1186/s40504-017-0050-1
41. Oxley T.J., Deo D.R., Cernera S. et al. The ‘Brussels 4’: essential requirements for implantable brain–computer interface user autonomy // Journal of Neural Engineering. 2025. Vol. No. 1. P. 013002. DOI: 10.1088/1741-2552/ada0e6
42. Oxley T.J., Opie N.L., John S.E. et al. Minimally invasive endovascular stent-electrode array for high-fidelity, chronic recordings of cortical neural activity // Nature Biotechnology. 2016. Vol. 34. No. 3. Pp. 320–327. DOI: 10.1038/nbt.3428
43. Oxley T.J. A 10-year journey towards clinical translation of an implantable endovascular BCI // J Neural Eng. 2025. Vol. 22. P. 013001. DOI: 10.1088/1741-2552/ad9633
44. Ienca M., Valle G., Raspopovic S. Clinical trials for implantable neural prostheses: understanding the ethical and technical requirements // The Lancet Digital Health. 2025. Vol. 7. No. 3. С. e216-e224. DOI: 10.1016/S2589-7500(24)00222-X
45. Lavazza A., Balconi M., Marcello Ienca, Minerva F. Neuralink’s brain-computer interfaces: medical innovations and ethical challenges // Frontiers in Human Dynamics. 2025. Vol. 7. P. 1553905. DOI: 10.3389/fhumd.2025.1553905
46. Ligthart S., Marcello Ienca, Meynen G. et al. Minding rights: mapping ethical and legal foundations of ‘neurorights’ // Cambridge Quarterly of Healthcare Ethics. 2023. Vol. 32. No. 4. Pp. 461–481. DOI: 10.1017/S0963180123000245
47. Alkhouri K.I. Neuralink’s Brain-Computer Interfaces and the Reshaping of ReligiousPsychological Experience // Conatus-Journal of Philosophy. 2025. Vol. 10. No. 1. Pp. 9–56. DOI: 10.12681/cjp.38734
48. Chen X., Wang F., Kooijmans R. et al. Chronic stability of a neuroprosthesis comprising multiple adjacent Utah arrays in monkeys // Journal of Neural Engineering. 2023. Vol. 20. No. 3. P. 036039. DOI: 10.1088/1741-2552/ace07e
49. Rapoport B.I., Kedzierski J.T., Sarpeshkar R. A glucose fuel cell for implantable brain– machine interfaces // PloS one. 2012. Vol. 7. No. 6. P. e38436. DOI: 10.1371/journal.pone.0038436
50. Karpowicz B.M., Ali Ya. H., Wimalasena L.N. et al. Stabilizing brain-computer interfaces through alignment of latent dynamics // Nature Communications. 2025. Vol. 16. No. 1. P. 4662. DOI: 10.1038/s41467-025-59652-y
51. Pun T.K., Khoshnevis M., Hosman T. et al. Measuring instability in chronic human intracortical neural recordings towards stable, long-term brain-computer interfaces // Communications Biology. 2024. Vol. 7. No. 1. P. 1363. DOI: 10.1038/s42003-024-06784-4
52. DARPA. Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology (N3) Program: Broad Agency Announcement (BAA) HR001118S0067. Arlington, VA: Defense Advanced Research Projects Agency, 2018. 42 p.
53. Карпов О. Э., Андриков Д. А., Максименко В. А., Храмов А. Е. Прозрачный искусственный интеллект для медицины // Врач и информационные технологии. 2022. № 2. С. 4–11. DOI: 10.25881/18110193_2022_2_4. EDN: DTCAWX
54. Агеев А. И., Логинов Е. Л., Шкута А. А. Нейроуправление: конвергентная интеграция человеческого мозга и искусственного интеллекта // Экономические стратегии. 2020. Т. 22. № 6(172). С. 46–57. DOI: 10.33917/es-6.172.2020.46-57. EDN: XGPRFE

Информация об авторах

Заммоев Аслан Узеирович, канд. техн. наук, зав. научно-инновационным центром «Биомедицинская инженерия», Кабардино-Балкарский научный центр Российской академии наук;
360010, Россия, г. Нальчик, ул. Балкарова, 2;
zammoev@mail.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7966-3557, SPIN-код: 6317-3115
Абуталипов Ренат Надельшаевич, канд. техн. наук, ст. науч. сотр. лаборатории «Бионаноробототехника и нейроинженерия» НИЦ БМИ, Кабардино-Балкарский научный центр Российской академии наук;
360010, Россия, г. Нальчик, ул. Балкарова, 2;
bnt_nat_2016@mail.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0187-563X, SPIN-код: 6219-9432