Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) vil finansiere seks organisationer under Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology (N3)-programmet, som først blev annonceret i marts 2018. af året. Programmet vil involvere Battelle Memorial Institute, Carnegie Mellon University, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Palo Alto Research Center (PARC), Rice University og Teledyne Scientific, som har deres egne hold af videnskabsmænd og forskere i udviklingen af tovejs hjerne- computergrænseflader. DARPA forventer, at disse teknologier i fremtiden vil give kvalificeret militært personel mulighed for direkte at kontrollere aktive cyberforsvarssystemer og sværme af ubemandede luftfartøjer, samt bruge dem til at arbejde sammen med computersystemer på komplekse multi-mission missioner.
"DARPA forbereder sig på en fremtid, hvor kombinationen af ubemandede systemer, kunstig intelligens og cyberoperationer kan føre til situationer, der kræver beslutningstagning for hurtig til effektivt at håndtere uden hjælp fra moderne teknologi," sagde Dr. Al Emondi, program leder N3. "Ved at skabe en tilgængelig hjerne-maskine-grænseflade, der ikke kræver operation for at bruge, kan DARPA give hæren et værktøj, der gør det muligt for missionsbefalingsmænd at engagere sig meningsfuldt i dynamiske operationer, der forekommer ved warp-hastigheder."
I løbet af de sidste 18 år har DARPA regelmæssigt demonstreret stadig mere sofistikerede neuroteknologier, der er afhængige af kirurgisk implanterede elektroder til at interagere med det centrale eller perifere nervesystem. For eksempel demonstrerede agenturet teknologier som mental kontrol af protetiske lemmer og genoprettelse af følesansen for deres brugere, teknologi til at lindre vanskelige neuropsykiatriske sygdomme som depression og en metode til at forbedre og genoprette hukommelsen. På grund af de iboende risici ved hjernekirurgi har disse teknologier indtil videre haft begrænset anvendelse hos frivillige med et klinisk behov for dem.
For at hæren kan drage fordel af neuroteknologier, er der behov for ikke-kirurgiske muligheder for dens anvendelse, da det er klart, at i øjeblikket ser massekirurgiske indgreb blandt militære chefer ikke ud som en god idé. Militære teknologier kan også give store fordele for almindelige mennesker. Ved at eliminere behovet for operation udvider N3-projekter puljen af potentielle patienter, som kunne få adgang til behandlinger såsom dyb hjernestimulering til behandling af neurologiske sygdomme.
Deltagerne i N3-programmet bruger en række forskellige tilgange i deres forskning for at få information fra hjernen og sende den tilbage. Nogle projekter bruger optik, andre akustik og elektromagnetisme. Nogle teams udvikler fuldstændigt ikke-invasive grænseflader, der ligger helt uden for den menneskelige krop, mens andre teams udforsker minimalt invasive teknologier ved hjælp af nanotransducere, der midlertidigt kan leveres ikke-kirurgisk til hjernen for at forbedre signalopløsning og nøjagtighed.
- Et Battelle-team ledet af Dr. Gaurav Sharma sigter mod at udvikle et minimalt invasivt system, der inkluderer en ekstern transceiver og elektromagnetiske nanotransducere, der ikke-kirurgisk leveres til neuroner af interesse. Nanotransducere vil konvertere elektriske signaler fra neuroner til magnetiske signaler, der kan optages og behandles af en ekstern transceiver, og omvendt, for at muliggøre tovejskommunikation.
- Carnegie Mellon University forskere, ledet af Dr. Pulkit Grover, sigter mod at udvikle en fuldstændig ikke-invasiv enhed, der bruger en akusto-optisk tilgang til at modtage signaler fra hjernen og elektriske felter for at sende dem tilbage til specifikke neuroner. Holdet vil bruge ultralydsbølger til at skinne lys inde i hjernen for at detektere neural aktivitet. For at overføre information til hjernen planlægger forskerne at bruge neuronernes ikke-lineære respons på elektriske felter til at give lokal stimulering af målceller.
- Et team på Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, ledet af Dr. David Blodgett, er ved at udvikle et ikke-invasivt, sammenhængende optisk system til at læse information fra hjernen. Systemet vil måle ændringer i optisk signallængde i neuralt væv, der direkte korrelerer med neural aktivitet.
- PARC-holdet, ledet af Dr. Krishnan Thyagarajan, har til formål at udvikle en ikke-invasiv akustisk-magnetisk enhed til at overføre information til hjernen. Deres tilgang kombinerer ultralydsbølger med magnetiske felter for at generere lokaliserede elektriske strømme til neuromodulation. Den hybride tilgang giver mulighed for modulering i dybere områder af hjernen.
- Et team fra Rice University ledet af Dr. Jacob Robinson søger at udvikle en minimalt invasiv, tovejs neural grænseflade. For at få information fra hjernen vil diffus optisk tomografi blive brugt til at bestemme neural aktivitet ved at måle spredningen af lys i neuralt væv, og for at overføre signaler til hjernen planlægger holdet at bruge en magnetisk genetisk tilgang til at gøre neuroner følsomme over for magnetiske felter.
- Teledyne-teamet, ledet af Dr. Patrick Connolly, har til formål at udvikle en fuldstændig ikke-invasiv integreret enhed, der bruger optisk pumpede magnetometre til at detektere små, lokaliserede magnetfelter, der korrelerer med neural aktivitet, og bruger fokuseret ultralyd til at transmittere information.
Gennem hele programmet vil forskerne stole på information leveret af uafhængige juridiske og etiske eksperter, som har indvilliget i at deltage i N3 og udforske de potentielle anvendelser af nye teknologier til militære og civile befolkninger. Derudover arbejder føderale tilsynsmyndigheder også med DARPA for at hjælpe videnskabsmænd med bedre at forstå, hvornår og under hvilke forhold deres enheder kan testes på mennesker.
"Hvis N3-programmet lykkes, vil vi have bærbare neurale grænsefladesystemer, der kan oprette forbindelse til hjernen på blot et par millimeters afstand, hvilket fører neuroteknologi ud over klinikken og gør den mere tilgængelig til praktisk brug af nationale sikkerhedsformål," siger Emondi. “Ligesom militært personel ifører sig beskyttelses- og taktisk udstyr, vil de i fremtiden være i stand til at tage et headset på med en neural grænseflade og bruge teknologien til de formål, de har brug for, og så blot lægge enheden til side, når missionen er afsluttet. ”
Kilde: 3dnews.ru