Упраўленне перспектыўных даследчых праектаў Міністэрства абароны ЗША (англ.: Defense Advanced Research Projects Agency – DARPA) прафінансуе шэсць арганізацый у рамках праграмы Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology (скарочана «N3» і ў перакладзе «Наступнае пакаленне нехірургічнай нейротехнологии»2018). гады. У праграме будуць удзельнічаць Мемарыяльны інстытут Баттэла, Універсітэт Карнегі – Меллона, Лабараторыя прыкладной фізікі Універсітэта Джона Хопкінса, Даследчы цэнтр Апала-Альта (PARC), Універсітэт Райса і кампанія Teledyne Scientific, якія маюць уласныя каманды навукоўцаў і даследаванняў. DARPA разлічвае, што гэтыя тэхналогіі ў будучыні дазволяць кваліфікаваным вайскоўцам напрамую кіраваць актыўнымі сістэмамі кіберабароны і раямі беспілотных лятальных апаратаў, а таксама выкарыстоўваць іх для сумеснай працы з кампутарнымі сістэмамі пры выкананні складаных шматзадачных місій.
"DARPA рыхтуецца да будучыні, у якім спалучэнне беспілотных сістэм, штучнага інтэлекту і кібераперацый можа прыводзіць да сітуацый, якія патрабуюць занадта хуткай хуткасці прыняцця рашэнняў, каб эфектыўна спраўляцца з імі без дапамогі сучасных тэхналогій" – сказаў доктар Аль Эмандзі (Dr. Al Emondi), менеджэр праграмы N3. «Стварыўшы даступны інтэрфейс мозг-машына, які не запатрабуе хірургічнага ўмяшання, каб яго выкарыстоўваць, DARPA зможа падаць войску прылада, які дазваляе камандзірам місій асэнсавана ўдзельнічаць у дынамічных аперацыях, якія праходзяць на звышхуткіх хуткасцях».
За апошнія 18 гадоў DARPA рэгулярна дэманстравала ўсё больш выдасканаленыя нейратэхналогіі, якія пры гэтым належылі на імплантаваныя хірургічным шляхам электроды для ўзаемадзеяння з цэнтральнай або перыферычнай нервовай сістэмай. Напрыклад, Агенцтва прадэманстравала такія тэхналогіі, як мысленны кантроль пратэзаваных канечнасцяў і аднаўленне пачуцця дотыку для іх карыстальнікаў, тэхналогію для палягчэння цяжкавылечных псіханеўралагічных захворванняў, такіх як дэпрэсія, а таксама метад для паляпшэння і аднаўлення памяці. З-за неад'емных рызык пры хірургічным умяшанні ў галаўны мозг, гэтыя тэхналогіі да гэтага часу выкарыстоўваліся абмежавана для добраахвотнікаў з клінічнай патрэбнасцю ў іх.
Для таго каб войска магло атрымаць выгаду з нейратэхналогій, неабходны нехірургічныя варыянты іх ужывання, бо, відавочна, што на дадзены момант масавыя хірургічныя ўмяшанні сярод ваеннага камандавання выглядаюць не вельмі добрай ідэяй. Ваенныя тэхналогіі таксама змогуць прынесці вялікую карысць і простым людзям. Ухіляючы неабходнасць у хірургічнай аперацыі, праекты N3 пашыраюць круг патэнцыйных пацыентаў, якія маглі б атрымаць доступ да такіх метадаў лячэння, як глыбокая стымуляцыя мозгу для лячэння неўралагічных захворванняў.
Удзельнікі праграмы N3 выкарыстоўваюць розныя падыходы ў сваіх даследаваннях для атрымання інфармацыі з мозгу і перадачы яе зваротна. У некаторых праектах выкарыстоўваюцца оптыка, у іншых акустыка і электрамагнетызм. Частка каманд распрацоўваюць цалкам неінвазіўныя інтэрфейсы, якія знаходзяцца цалкам па-за целам чалавека, іншыя каманды даследуюць нязначна інвазіўныя тэхналогіі з ужываннем нанатрансдуктараў, якія могуць часова не хірургічным шляхам дастаўлены ў мозг для паляпшэння дазволу і дакладнасці сігналу.
- Каманда з інстытута Баттэла пад кіраўніцтвам доктара Гаурава Шармы (Dr. Gaurav Sharma) імкнецца распрацаваць мінімальна інвазіўную сістэму, якая ўключае ў сябе знешні прыёмаперадатчык і электрамагнітныя нанатрансдуктары, якія нехіругічна дастаўляюцца да цікавых нейронаў. Нанатрансдуктары будуць пераўтвараць электрычныя сігналы ад нейронаў у магнітныя сігналы, якія могуць быць запісаны і апрацаваны вонкавым трансіверам, і наадварот, каб забяспечыць двунакіраваную сувязь.
- Даследнікі з Універсітэта Карнегі – Меллона, узначаленыя доктарам Пулкітам Гровер (Dr. Pulkit Grover), імкнуцца распрацаваць цалкам неинвазивное прылада, якое выкарыстоўвае акустааптычны падыход для атрымання сігналаў з мозгу і электрычныя палі для іх адпраўкі назад у канкрэтныя нейроны. Каманда будзе выкарыстоўваць ультрагукавыя хвалі, каб накіроўваць святло ўнутр мозгу для выяўлення нейронавай актыўнасці. Для перадачы інфармацыі ў мозг навукоўцы плануюць выкарыстоўваць нелінейны адказ нейронаў на электрычныя палі, каб забяспечыць лакальную стымуляцыю мэтавых клетак.
- Калектыў Лабараторыі прыкладной фізікі Універсітэта Джона Хопкінса пад кіраўніцтвам доктара Дэвіда Блоджета (Dr. David Blodgett) распрацоўвае неінвазіўную, кагерэнтную аптычную сістэму для счытвання інфармацыі з мозгу. Сістэма будзе вымяраць змены даўжыні аптычнага сігналу ў нервовай тканіны, якая прама карэлююць з нейронавай актыўнасцю.
- Каманда PARC, якая кіруецца доктарам Крышнанам Тьягараджанам (Dr. Krishnan Thyagarajan), імкнецца распрацаваць неінвазіўную акустыка-магнітную прыладу для перадачы інфармацыі ў мозг. Іх падыход аб'ядноўвае ультрагукавыя хвалі з магнітнымі палямі, каб генераваць лакалізаваныя электрычныя токі для нейромодуляции. Гібрыдны падыход дае магчымасць для мадуляцыі ў глыбейшых абласцях мозгу.
- Каманда з Універсітэта Райса пад кіраўніцтвам доктара Джэйкаба Робінсана (Dr. Jacob Robinson) імкнецца распрацаваць мінімальна інвазіўную двунакіраваны нейраінтэрфейс. Для атрымання інфармацыі з мозгу будзе выкарыстоўвацца дыфузная аптычная тамаграфія для вызначэння нейронавай актыўнасці, шляхам вымярэння рассейвання святла ў нервовай тканіне, а для перадачы сігналаў у мозг каманда плануе прымяняць магнітна-генетычны падыход, каб зрабіць нейроны адчувальнымі да магнітных палёў.
- Каманда Teledyne на чале з доктарам Патрыкам Коналі (Dr. Patrick Connolly) імкнецца распрацаваць цалкам неінвазіўную інтэграваную прыладу, якое выкарыстоўвае магнітометры з аптычнай напампоўкай, для выяўлення невялікіх лакалізаваных магнітных палёў, якія карэлююць з нейронавай актыўнасцю, а для перадачы інфармацыі будзе выкарыстоўваць сфакусаваны.
На працягу ўсёй праграмы даследнікі будуць абапірацца на інфармацыю, прадстаўленую незалежнымі экспертамі па прававых і этычных пытаннях, якія пагадзіліся паўдзельнічаць у N3 і вывучыць патэнцыйныя магчымасці для ўжывання новых тэхналогій вайскоўцамі і грамадзянскім насельніцтвам. Акрамя таго, федэральныя якія рэгулююць органы таксама супрацоўнічаюць з DARPA, каб дапамагчы навукоўцам лепш зразумець, калі і пры якіх умовах іх прыборы можна будзе адчуваць на людзях.
"Калі праграма N3 будзе паспяховай, мы атрымаем носныя сістэмы нейронавых інтэрфейсаў, якія змогуць усталёўваць злучэнне з мозгам з адлегласці ўсяго ў некалькі міліметраў, пераносячы нейратэхналогіі за межы клінікі і робячы іх больш даступнымі для практычнага выкарыстання ў мэтах нацыянальнай бяспекі", – распавядае Эмонди. «Падобна да таго, як вайскоўцы апранаюць ахоўны і тактычны рыштунак, у будучыні яны змогуць надзець гарнітуру з нейронавым інтэрфейсам і выкарыстоўваць тэхналогію для неабходных ім мэт, а затым проста адкласці прыбор у бок па завяршэнні місіі».
Крыніца: 3dnews.ru