Лаборатория нейронауки и когнитивных технологий
Лаборатория нейронауки и когнитивных технологий проводит междисциплинарные научные исследования и экспериментальные работы для разработки человеко-машинных интерфейсов, применяемых в обучении детей, реабилитации и на промышленном производстве.
Также среди компетенций лаборатории: человеко-машинные интерфейсы, математические методы обработки и анализа многоканальных нейрофизиологических данных различной природы, динамика нейронных ансамблей с использованием моделей различного уровня детализации активности биологических нейронов.
Команда

Храмов
Александр

Андреев
Андрей

Бадарин
Артем

Грубов
Вадим

Писарчик
Александр

Пицик
Елена

Фролов
Никита

Куркин
Семён

Максименко
Владимир

Гордлеева
Сусанна

Лобов
Сергей

Казанцев
Виктор

Хорев
Владимир

Хаустова
Светлана

Антипов
Владимир

Смирнов
Никита
Научная деятельность
Фундаментальные исследования в области понимания процессов, протекающих в головном мозге человека во время восприятия, обработки и усвоения информации, принятия решений, а также моторной деятельности, находятся на переднем крае нейронауки и требует привлечения, как самых современных экспериментальных методов регистрации и анализа активности головного мозга, так и развития новых математических методов обработки и анализа многоканальных нейрофизиологических данных различной природы, исследования динамики нейронных ансамблей с использованием моделей различного уровня детализации активности биологических нейронов. В рамках реализации данного направления центра предполагается реализовать следующие проекты:
- Физические основы самообучающихся адаптивных интеллектуальных систем и их применения в биоморфной и антропоморфной робототехнике.
- Физические методы оценки, тренировки и контроля когнитивных функций человека c учетом его личностных особенностей.
Направления работы
- Изучение особенностей функционирования нейронной сети головного мозга в процессе обработки сенсорной информации и решения когнитивных задач с использованием неинвазивных методов регистрации нейронной активности.
- Исследование и моделирование динамики нейронных ансамблей с использованием методов частотно-временного анализа, теории сложных сетей и машинного обучения.
- Исследование биомеханики человека с использованием сигналов мышечной и нейронной активности для управления антропоморфными роботами и элементами экзоскелета
Публикации
Gyroton with the Corrugated Resonator
Авторы: | Stanislav Kolosov, Alexander Kurayev, Alexey Rak, Semen Kurkin, Artem Badarin, Alexander Hramov |
Издательство: | Multidisciplinary Digital Publishing Institute |
Источник: | Plasma |
Multiscale interaction promotes chimera states in complex networks
Авторы: | Vladimir V Makarov, Srilena Kundu, Daniil V Kirsanov, Nikita S Frolov, Vladimir A Maksimenko, Dibakar Ghosh, Syamal K Dana, Alexander E Hramov |
Издательство: | Elsevier |
Источник: | Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation |
Анализ двигательной активности с использованием сигналов электромиограмм
Авторы: | В. С. Хорев, В. А. Максименко, Е. Н. Пицик, А. Е. Руннова, С. А. Куркин, А. Е. Храмов |
Издательство: | |
Источник: | Информационно-управляющие системы, №3, 114-120 с. |
Recognition of electroencephalographic patterns related to human movements or mental intentions with multiresolution analysis
Авторы: | A.N. Pavlov, D.S. Grishina, A.E. Runnova, V.A. Maksimenko, O.N. Pavlova, N.V. Shchukovsky, A.E. Hramov, J. Kurths |
Издательство: | Elsevier |
Источник: | Chaos, Solitons and Fractals, Part 126, pages: 230-235 |
Statistical Properties and Predictability of Extreme Epileptic Events
Авторы: | Frolov N.S., Grubov V.V., Maksimenko V.A., Luttjohann A., Makarov V.V., Pavlov A.N., Sitnikova E., Pisarchik A.N., Kurths J., Hramov A.E. |
Издательство: | Springer Nature |
Источник: | Scientific reports, part 9, pages: 7243 |
Brain noise estimation from MEG response to flickering visual stimulation
Авторы: | Pisarchik A. N., Chholak P., Hramov A |
Издательство: | Elsevier |
Источник: | Chaos, Solitons & Fractals: X, pages: 100005 |
From theory to experimental evidence: Comment on" Chimera states in neuronal networks: A review" by S. Majhi, BK Bera, D. Ghosh and M. Perc.
Авторы: | Nikita Frolov, Alexander Hramov |
Издательство: | |
Источник: | Physics of life reviews |
Mathematical simulation of coherent resonance phenomenon in a network of Hodgkin-Huxley biological neurons
Авторы: | Andrey V Andreev, Alexander N Pisarchik |
Издательство: | International Society for Optics and Photonics |
Источник: | PROCEEDINGS OF SPIE, part 11067, pages: 1106708 |
The investigation of synchronization between different areas of the brain in locomotor activity
Авторы: | Zhuravlev M., Runnova A., Kryuchkov Yu. |
Издательство: | International Society for Optics and Photonics |
Источник: | PROCEEDINGS OF SPIE, part 11067, pages: 110670A |
The study of the correlation between EEG-EMG signals for the simple test "fist-rib"/"palm-fist"
Авторы: | Zhuravlev M., Runnova A., Kryuchkov Yu. |
Издательство: | International Society for Optics and Photonics |
Источник: | PROCEEDINGS OF SPIE, part 11067, pages: 110670B |
Separation between real and imaginary movements from multichannel EEG signals
Авторы: | Grishina D.S., Pavlova O.N., Mohammad Y.Kh., Runnova A.E., Pavlov A.N., Hramov A.E. |
Издательство: | International Society for Optics and Photonics |
Источник: | PROCEEDINGS OF SPIE, part 11067, pages: 110670F |
Emergence of macroscopic chimera states in multilayer multiplex network
Авторы: | Kirsanov D.V. |
Издательство: | International Society for Optics and Photonics |
Источник: | PROCEEDINGS OF SPIE, part 11067, pages: 110670A |
The study of the spatial distribution of non-invasive electromyographic signals on the front surface of a human hand arm during movement in the elbow joint
Авторы: | Zhuravlev M., Runnova A., Kryuchkov Yu. |
Издательство: | International Society for Optics and Photonics |
Источник: | PROCEEDINGS OF SPIE, part 11067, pages: 110670T |
Pattern formation in spatially distributed networks via spatially correlated preferential attachment
Авторы: | Pitsik E., Makarov V., Boccaletti S. |
Издательство: | International Society for Optics and Photonics |
Источник: | PROCEEDINGS OF SPIE, part 11067, pages: 110670U |
Study of EEG characteristics during the observation of an educational material
Авторы: | Frolov N.S., Nedajvozov V.O., Grubov V.V., Runnova A.E., Kulanin E.A. |
Издательство: | International Society for Optics and Photonics |
Источник: | PROCEEDINGS OF SPIE, part 11067, pages: 1106702 |
Detection of EEG oscillatory patterns corresponding to human concentration of attention with help of perceptron type artificial neural network
Авторы: | Grubov V.V., Frolov N.S. |
Издательство: | International Society for Optics and Photonics |
Источник: | PROCEEDINGS OF SPIE, part 11067, pages: 1106703 |
Use of artificial intelligence for study of the visual perception
Авторы: | Runnova A., Maksimenko V., Zhuravlev M. |
Издательство: | International Society for Optics and Photonics |
Источник: | PROCEEDINGS OF SPIE, part 11067, pages: 1106704 |
Methods of assessing the degree of synchronization of multichannel EEG recordings
Авторы: | Zhuravlev M.O., Runnova A.E., Hramov A.E. |
Издательство: | International Society for Optics and Photonics |
Источник: | PROCEEDINGS OF SPIE, part 11067, pages: 1106705 |
Detection of proepileptic activity patterns in EEG of WAG/Rij rats
Авторы: | Grubov V.V., Sitnikova E.Yu. |
Издательство: | International Society for Optics and Photonics |
Источник: | PROCEEDINGS OF SPIE, part 11067, pages: 1106706 |
Structural properties of brain functional network during Schulte table solving
Авторы: | Protasov P., Makarov V.V., Zhuravlev M.O., Runnova A.E. |
Издательство: | International Society for Optics and Photonics |
Источник: | PROCEEDINGS OF SPIE, part 11067, pages: 1106707 |
Artificial intelligence systems for classifying EEG responses to imaginary and real movements of operators
Авторы: | Kurkin S.A., Pitsik E.N., Frolov N.S. |
Издательство: | International Society for Optics and Photonics |
Источник: | PROCEEDINGS OF SPIE, part 11067, pages: 1106709 |
Chimera-like behavior in a heterogeneous Kuramoto model: The interplay between attractive and repulsive coupling
Авторы: | Frolov N., Maksimenko V., Majhi S., Rakshit S., Ghosh D., Hramov A |
Издательство: | AIP Publishing |
Источник: | Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science |
Brain-computer interface for the epileptic seizures prediction and prevention
Авторы: | Maksimenko V., Lüttjohann A., van Heukelum S., Kelderhuis J., Makarov V., Hramov A., Koronovsliy A., van Luijtelaar G. |
Издательство: | IEEE |
Источник: | 8th International Winter Conference on Brain-Computer Interface (BCI) |
Approaches to Development of Mechanical Design and Jumping Motion for a Wheeled Jumping Robot
Авторы: | Vorochaeva, L.Y., Savin, S.I., Malchikov, A.V. and Leon, A.S.M |
Издательство: | |
Источник: | Control and Signal Processing Applications for Mobile and Aerial Robotic Systems |
Analysis of real and imaginary motor activity with combined EEG and fNIRS.Analysis of real and imaginary motor activity with combined EEG and fNIRS
Авторы: | Grubov V.V., Badarin A.A., Frolov N.S., Pitsik E.N |
Издательство: | SPIE |
Источник: | Proc. SPIE |
An Approach to Moving over Obstacles for a Wheeled Jumping Robot
Авторы: | Vorochaeva (Volkova) L. Y., Savin S. I., Malchikov A. V. |
Издательство: | |
Источник: | Russian Journal of Nonlinear Dynamics |
An advanced perception model combining brain noise and adaptation
Авторы: | Chholak P., Hramov A.E., Pisarchik A.N. |
Издательство: | Springer Nature |
Источник: | Nonlinear Dynamics |
Age-related slowing down in the motor initiation in elderly adults
Авторы: | Frolov N. S., Pitsik E. N., Maksimenko V. A., Grubov V. V., Kiselev A. R., Wang Z., Hramov A. E. |
Издательство: | Public Library of Science |
Источник: | PLoS One |
Stimulus classification using chimera-like states in a spiking neural network
Авторы: | Andreev A.V., Ivanchenko M.V., Pisarchik A.N., Hramov A.E. |
Издательство: | Elsevier |
Источник: | Chaos, Solitons and Fractals |
Localizing oscillatory sources in a brain by MEG data during cognitive activity
Авторы: | Kurkin S., Hramov A., Chholak P., Pisarchik A. |
Издательство: | CPS |
Источник: | 4th International Conference on Computational Intelligence and Networks (CINE) |
Functional Near-Infrared Spectroscopy for the Classification of Motor-Related Brain Activity on the Sensor-Level
Авторы: | Hramov A.E., Grubov V., Badarin A., Maksimenko V.A., Pisarchik A.N. |
Издательство: | MDPI |
Источник: | MDPI |
Spatio-temporal activity in cortical network during cognitive activity
Авторы: | Kuc A., Malova N., Maksimenko V. |
Издательство: | SPIE |
Источник: | SPIE |
The technique for determining on EMG signals the precursors of start of limb movement
Авторы: | Khorev V.S., Pushkarskaja D.D., Pitsik E.N., Kurkin S.A. |
Издательство: | SPIE |
Источник: | Proc. SPIE. |
Using artificial neural networks for classification of kinesthetic and visual imaginary movements by MEG data
Авторы: | Kurkin S., Chholak P., Niso G., Frolov N., Pisarchik A. |
Издательство: | SPIE |
Источник: | Proc. SPIE. |
Neural activity during maintaining a body balance
Авторы: | Maksimenko V., Khorev V., Grubov V., Badarin A., Hramov A.E. |
Издательство: | SPIE |
Источник: | Proc. SPIE. |
Maintaining attention state of children during cognitive load
Авторы: | Grubov V.V., Maksimenko V.A., Kurkin S.A., Khramova M.V., Hramov A.E. |
Издательство: | SPIE |
Источник: | Proc. SPIE. |
Cognitive interaction via a brain-to-brain interface
Авторы: | Maksimenko V., Frolov N., Grubov V., Nedaivozov V. |
Издательство: | SPIE |
Источник: | Proc. SPIE. |
Jump intermittency as a second type of transition to and from generalized synchronization
Авторы: | Koronovskii A.A., Moskalenko O.I., Pivovarov A.A., Khanadeev V.A., Hramov A.E., Pisarchik A.N. |
Издательство: | APS |
Источник: | Physical review E |
Dissociating Cognitive Processes During Ambiguous Information Processing in Perceptual Decision-Making
Авторы: | Maksimenko V.A., Kuc A., Frolov N.S., Khramova M.V., Pisarchik A.N., Hramov A.E. |
Издательство: | Frontiers Media S.A. |
Источник: | Frontiers in Behavioral Neuroscience |
Interactions within the Spatially-distributed Cortical Neural Network during Visual Attentional Tasks
Авторы: | Hramov A.E. |
Издательство: | CPS |
Источник: | 4th International Conference on Computational Intelligence and Networks (CINE) |
Brain-computer interface for post-stroke rehabilitation
Авторы: | Grubov V., Kiselev A.R., Badarin A., Schukovsky N. |
Издательство: | SmartFly, LLC |
Источник: | Cybernetics and physics |
Features of motor-related brain activity revealed via recurrence quantification analysis
Авторы: | Pitsik E., Frolov N. |
Издательство: | SPIE |
Источник: | Proc. SPIE. |
Network analysis of electrical activity in brain motor cortex during motor execution and motor imagery
Авторы: | Pitsik E., Frolov N. |
Издательство: | SPIE |
Источник: | Proc. SPIE. |
Control of dynamics of bistable neural network by an external pulse
Авторы: | Andreev A.V., Frolov N.S., Alexandrova N.A., Chaban M.A. |
Издательство: | SPIE |
Источник: | Proc. SPIE. |
Interaction of bistable neurons leading to the complex network dynamics
Авторы: | Andreev A.V., Malova N.A., Borovkova E.I., Frolov N.S. |
Издательство: | SPIE |
Источник: | Proc. SPIE. |
Studying of human’s mental state during visual information processing with combined EEG and fNIRS
Авторы: | Badarin A.A., Skazkina V.V., Grubov V.V. |
Издательство: | SPIE |
Источник: | Proc. SPIE. |
Network structure of children's brain activity during cognitive load
Авторы: | Hramov A.E., Grubov V.V., Frolov N.S., Pitsik E.N., Khramova M.V. |
Издательство: | SPIE |
Источник: | Proc. SPIE. |
Исследование процесса обработки зрительной информации в зависимости от ориентации стимулов по многоканальным записям ЭЭГ
Авторы: | Куц А.К., Максименко В.А., Храмова М.В., Храмов А.Е. |
Издательство: | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения |
Источник: | Информационно-управляющие системы |
Motor execution reduces EEG signals complexity: Recurrence quantification analysis study
Авторы: | Pitsik E., Frolov N., Kraemer K.H., Grubov V., Maksimenko V., Kurths J., Hramov A. |
Издательство: | AIP Publishing |
Источник: | Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. |
Symmetry broken states in an ensemble of globally coupled pendulums
Авторы: | Bolotov M.I., Munyaev V.O., Smirnov L.A., Hramov A.E. |
Издательство: | Elsevier |
Источник: | Physica D: Nonlinear Phenomena |
Использование искусственных нейронных сетей для классификации электрической активности головного мозга в процессе воображения движений у нетренированных испытуемых
Авторы: | Куркин С.А., Пицик Е.Н., Храмов А.Е. |
Издательство: | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения |
Источник: | Информационно-управляющие системы |
Synchronization in coupled neural network with inhibitory coupling
Авторы: | Andreev A., Maksimenko V. |
Издательство: | SmartFly, LLC |
Источник: | Cybernetics and physics |
Research of computational error behavior at the numerical simulation of curved electrodynamic systems
Авторы: | Badarin A. |
Издательство: | SmartFly, LLC |
Источник: | Cybernetics and physics |
BCI for a brain state control in a dual-task paradigm
Авторы: | Maksimenko V. |
Издательство: | SmartFly, LLC |
Источник: | Cybernetics and physics |
Recurrence plot structure of motor-related human EEG
Авторы: | Pitsik E. |
Издательство: | LLC "Publishing House Pero |
Источник: | 3rd School on Dynamics of Complex Networks and their Application in Intellectual Robotics (DCNAIR) |
Multilayer perceptron reveals functional connectivity structure in thalamo-cortical brain network
Авторы: | Frolov N.S., Hramov A.E |
Издательство: | LLC "Publishing House Pero" |
Источник: | 3rd School on Dynamics of Complex Networks and their Application in Intellectual Robotics (DCNAIR) |
Chaos and hyperchaos in a chain of coupled Rydberg atoms
Авторы: | Balanov A., Andreev A. |
Издательство: | LLC "Publishing House Pero" |
Источник: | 3rd School on Dynamics of Complex Networks and their Application in Intellectual Robotics (DCNAIR) |
Coherent resonance in the distributed cortical network during sensory information processing
Авторы: | Pisarchik A.N., Maksimenko V.A., Andreev A.V, Frolov N.S., Makarov V.V., Zhuravlev M.O., Runnova A.E., Hramov A.E. |
Издательство: | Nature Research |
Источник: | Scientific Reports |
Neuronal pathway and signal modulation for motor communication
Авторы: | Chholak P., Pisarchik A.N., Kurkin S.A., Maksimenko V., Hramov A. |
Издательство: | SmartFly, LLC |
Источник: | Cybernetics and physics |
EEG activity during balance platform test in humans
Авторы: | Khorev V., Maksimenko V., Kurkin S.A., Badarin A., Antipov V |
Издательство: | SmartFly, LLC |
Источник: | SmartFly, LLC |
Hyperchaos and its control in two-level quantum oscillators lattice
Авторы: | Andreev A |
Издательство: | SmartFly, LLC |
Источник: | Cybernetics and physics |
From Novel Technology to Novel Applications: Comment on “An Integrated Brain-Machine Interface Platform With Thousands of Channels” by Elon Musk and Neuralin
Авторы: | Pisarchik A.N., Maksimenko V.A., Hramov A.E. |
Издательство: | JMIR Publications |
Источник: | Journal of Medical Internet Research |
Phase-amplitude coupling between mu- and gamma-waves to carry motor commands
Авторы: | Chholak P., Pisarchik A.N., Kurkin S.A., Maksimenko V.A., Hramov A.E. |
Издательство: | LLC "Publishing House Pero" |
Источник: | 3rd School on Dynamics of Complex Networks and their Application in Intellectual Robotics (DCNAIR) |
Approaches for the Improvement of Motor-Related Patterns Classification in EEG Signals
Авторы: | Kurkin S., Maksimenko V., Pitsik E. |
Издательство: | LLC "Publishing House Pero" |
Источник: | 3rd School on Dynamics of Complex Networks and their Application in Intellectual Robotics (DCNAIR) |
Machine learning approaches for classification of imaginary movement type by MEG data for neurorehabilitation
Авторы: | Kurkin S., Chholak P., Maksimenko V., Pisarchik A. |
Издательство: | LLC "Publishing House Pero" |
Источник: | 3rd School on Dynamics of Complex Networks and their Application in Intellectual Robotics (DCNAIR) |
Cognitive interaction during a collaborative attentional task
Авторы: | Cognitive interaction during a collaborative attentional task |
Издательство: | LLC "Publishing House Pero" |
Источник: | 3rd School on Dynamics of Complex Networks and their Application in Intellectual Robotics (DCNAIR) |
Recurrence plot analysis of functional brain connectivity during bistable visual perception
Авторы: | Miftahova A.R., Hramov A.E. |
Издательство: | LLC "Publishing House Pero" |
Источник: | 3rd School on Dynamics of Complex Networks and their Application in Intellectual Robotics (DCNAIR) |
Modeling of a brain neuronal network under visual stimulation
Авторы: | Pisarchik A., Andreev A., Ivanov A. |
Издательство: | LLC "Publishing House Pero" |
Источник: | 3rd School on Dynamics of Complex Networks and their Application in Intellectual Robotics (DCNAIR) |
Time-frequency and recurrence quantification analysis detect limb movement execution from EEG data
Авторы: | Pitsik E. |
Издательство: | LLC "Publishing House Pero" |
Источник: | 3rd School on Dynamics of Complex Networks and their Application in Intellectual Robotics (DCNAIR) |
Development of a digital software platform for the study of nonlinear dynamics of electronic systems
Авторы: | Badarin A |
Издательство: | LLC "Publishing House Pero" |
Источник: | 3rd School on Dynamics of Complex Networks and their Application in Intellectual Robotics (DCNAIR) |
Проекты
Физические основы самообучающихся адаптивных интеллектуальных систем и их применения в биоморфной и антропоморфной робототехнике
Подробнее
Физические методы оценки, тренировки и контроля когнитивных функций человека c учетом его личностных особенностей
Подробнее
Грант РФФИ победителю Конкурса на лучшие проекты организации научных мероприятий, проводимых в марте-декабре 2019 года на территории Российской Федерации
Подробнее
Разработка методов анализа данных нейровизуализации для выявления процессов в головном мозге человека при моторной активности для развития интерфейсов мозг-компьютер
Подробнее
Персонализация траектории обучения на основе измерения когнитивных и личностных характеристик обучаемого с использованием нейроинтерфейса "мозг-компьютер" и методов искусственного интеллекта
Подробнее
Формирование когерентных структур в нейронной сети головного мозга во время обработки сенсорной информации: эксперимент и теоретический анализ
Подробнее
Физико-математические методы анализа функциональных связей головного мозга для диагностики моторных функций человека
Подробнее
Новые физико-математические методы, основанные на машинном обучении и рекуррентном анализе, для изучения нейронной активности человека при когнитивных процессах
Подробнее
Контакты
+7 (906) 312 34 01