Нейроинтерфейсные технологии — это междисциплинарная область исследований и разработок, открывающая человеку перспективы взаимодействия с внешними цифровыми устройствами напрямую от мозга, на основе регистрации и расшифровки его биоэлектрической активности. Совокупность работ профессора А.Я. Каплана представляет собой теоретическое и научно-практическое исследование возможностей замещения утраченной речи и восстановления двигательной функции у пациентов после инсульта и нейротравм посредством адаптированных для этих целей нейроинтерфейсных технологий, а также экспериментальные разработки в области создания нейроморфного искусственного интеллекта.
В частности, в новаторских работах А.Я. Каплана были изучены нейрофизиологические механизмы формирования образов движения для идеомоторных тренировок, оптимизированы принципы классификации соответствующих им паттернов ЭЭГ, расширены контуры обратных связей посредством введения мышечной и тактильной стимуляции. Кроме того, с введением в нейроинтерфейсные контуры транскраниальной магнитной стимуляции в работах А.Я. Каплана удалось выявить базовую причину низкой эффективности ранее использовавшихся подходов к идеомоторной реабилитации — это отсутствие корреляции основного признака для срабатывания нейроинтерфейсов, уменьшения мю-ритма, с возбудимостью мотонейронов, ответственных за восстановление движений. Это послужило основой для проектирования высоко эффективных нейроинтерфейсных технологий восстановления движения нового поколения.
Большая серия работ А.Я. Каплана была посвящена научно-практической разработке подходов для замещения у пациентов утраченной коммуникации с помощью нейроинтерфейсов, работающих на основе декодирования реакций ЭЭГ на подсветку экранных символов с заранее назначенными исполнительными действиями. Известные подходы были ограничены лабораторным исполнением и только одной функцией набора букв. В работах А.Я. Каплана удалось выявить дополнительные информационно значимые компоненты реакций ЭЭГ, что позволило довести точность детектирования выбора нужных букв по ЭЭГ до 95%. В результате был создан надежный нейроинтерфейсный комплекс с числом детектируемых по ЭЭГ команд до 49, позволяющий не только заместить у пациента утраченную вербальную функцию в виде набора текстов, но и дать ему возможность работы в интернете, делать звонки, включать бытовые приборы, что до сих пор не имеет аналогов в мире. В настоящее время эта запатентованная в России и за рубежом технология («НейроЧат») реализована более чем в 500 комплексах, реально работающих в клинике.
Новым начинанием в работах А.Я. Каплана является разработка нейроинтерфейсных технологий, высоко интегрированных с инструментами искусственного интеллекта в системах «человек-машина» для различных сфер цифровой индустрии, а также для сохранения и расширения функций мозга.
Работы профессора А.Я. Каплана поддержаны многими грантами, широко известны, опубликованы в научных журналах в РФ и за рубежом.