Η Υπηρεσία Προηγμένων Ερευνητικών Προγραμμάτων Άμυνας (DARPA) θα χρηματοδοτήσει έξι οργανισμούς στο πλαίσιο του προγράμματος Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology (N3), που ανακοινώθηκε για πρώτη φορά τον Μάρτιο του 2018. Στο πρόγραμμα θα συμμετέχουν τα Battelle Memorial Institute, Carnegie Mellon University, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Palo Alto Research Center (PARC), Rice University και Teledyne Scientific, τα οποία έχουν τις δικές τους ομάδες επιστημόνων και ερευνητών για την ανάπτυξη αμφίδρομου εγκεφάλου. διεπαφές υπολογιστή. Η DARPA αναμένει ότι αυτές οι τεχνολογίες στο μέλλον θα επιτρέψουν στο εξειδικευμένο στρατιωτικό προσωπικό να ελέγχει άμεσα συστήματα ενεργητικής άμυνας στον κυβερνοχώρο και σμήνη μη επανδρωμένων εναέριων οχημάτων, καθώς και να τα χρησιμοποιεί για να συνεργάζεται με συστήματα υπολογιστών σε πολύπλοκες αποστολές πολλαπλών αποστολών.
«Η DARPA προετοιμάζεται για ένα μέλλον στο οποίο ο συνδυασμός μη επανδρωμένων συστημάτων, τεχνητής νοημοσύνης και επιχειρήσεων στον κυβερνοχώρο μπορεί να οδηγήσει σε καταστάσεις που απαιτούν πολύ γρήγορη λήψη αποφάσεων για να αντιμετωπιστούν αποτελεσματικά χωρίς τη βοήθεια της σύγχρονης τεχνολογίας», δήλωσε ο Δρ Al Emondi, πρόγραμμα διευθυντής Ν3. «Δημιουργώντας μια προσβάσιμη διεπαφή εγκεφάλου-μηχανής που δεν απαιτεί χειρουργική επέμβαση για τη χρήση, η DARPA μπορεί να παράσχει στον Στρατό ένα εργαλείο που επιτρέπει στους διοικητές της αποστολής να συμμετέχουν ουσιαστικά σε δυναμικές επιχειρήσεις που συμβαίνουν σε ταχύτητες στημόνι».
Τα τελευταία 18 χρόνια, η DARPA έχει επιδείξει τακτικά όλο και πιο εξελιγμένες νευροτεχνολογίες που βασίζονται σε χειρουργικά εμφυτευμένα ηλεκτρόδια για να αλληλεπιδρούν με το κεντρικό ή περιφερικό νευρικό σύστημα. Για παράδειγμα, ο Οργανισμός επέδειξε τεχνολογίες όπως ο νοητικός έλεγχος των προσθετικών άκρων και η αποκατάσταση της αίσθησης της αφής για τους χρήστες τους, η τεχνολογία για την ανακούφιση δυσεπίλυτων νευροψυχιατρικών ασθενειών όπως η κατάθλιψη και μια μέθοδος βελτίωσης και αποκατάστασης της μνήμης. Λόγω των εγγενών κινδύνων της χειρουργικής εγκεφάλου, αυτές οι τεχνολογίες είχαν μέχρι στιγμής περιορισμένη χρήση σε εθελοντές με κλινική ανάγκη.
Για να επωφεληθεί ο Στρατός από τις νευροτεχνολογίες χρειάζονται μη χειρουργικές επιλογές για τη χρήση του, καθώς είναι σαφές ότι αυτή τη στιγμή οι μαζικές χειρουργικές επεμβάσεις μεταξύ στρατιωτικών διοικητών δεν φαίνονται καλή ιδέα. Οι στρατιωτικές τεχνολογίες μπορούν επίσης να αποφέρουν μεγάλα οφέλη στους απλούς ανθρώπους. Εξαλείφοντας την ανάγκη για χειρουργική επέμβαση, τα έργα N3 επεκτείνουν τη δεξαμενή πιθανών ασθενών που θα μπορούσαν να έχουν πρόσβαση σε θεραπείες όπως η εν τω βάθει διέγερση του εγκεφάλου για τη θεραπεία νευρολογικών παθήσεων.
Οι συμμετέχοντες στο πρόγραμμα N3 χρησιμοποιούν ποικίλες προσεγγίσεις στην έρευνά τους για να λάβουν πληροφορίες από τον εγκέφαλο και να τις μεταδώσουν πίσω. Ορισμένα έργα χρησιμοποιούν οπτική, άλλα ακουστική και ηλεκτρομαγνητισμό. Ορισμένες ομάδες αναπτύσσουν εντελώς μη επεμβατικές διεπαφές που βρίσκονται εξ ολοκλήρου έξω από το ανθρώπινο σώμα, ενώ άλλες ομάδες εξερευνούν ελάχιστα επεμβατικές τεχνολογίες χρησιμοποιώντας νανομετατροπείς που μπορούν να παραδοθούν προσωρινά μη χειρουργικά στον εγκέφαλο για να βελτιώσουν την ανάλυση και την ακρίβεια του σήματος.
- Μια ομάδα Battelle με επικεφαλής τον Δρ. Gaurav Sharma στοχεύει στην ανάπτυξη ενός ελάχιστα επεμβατικού συστήματος που περιλαμβάνει έναν εξωτερικό πομποδέκτη και ηλεκτρομαγνητικούς νανομετατροπείς που παρέχονται μη χειρουργικά στους νευρώνες ενδιαφέροντος. Οι νανομετατροπείς θα μετατρέψουν τα ηλεκτρικά σήματα από τους νευρώνες σε μαγνητικά σήματα που μπορούν να καταγραφούν και να υποβληθούν σε επεξεργασία από έναν εξωτερικό πομποδέκτη, και αντίστροφα, για να καταστεί δυνατή η αμφίδρομη επικοινωνία.
- Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Carnegie Mellon, με επικεφαλής τον Dr. Pulkit Grover, στοχεύουν στην ανάπτυξη μιας εντελώς μη επεμβατικής συσκευής που χρησιμοποιεί μια ακουστικο-οπτική προσέγγιση για να λαμβάνει σήματα από τον εγκέφαλο και ηλεκτρικά πεδία για να τα στείλει πίσω σε συγκεκριμένους νευρώνες. Η ομάδα θα χρησιμοποιήσει κύματα υπερήχων για να λάμψει φως μέσα στον εγκέφαλο για να ανιχνεύσει τη νευρική δραστηριότητα. Για τη μετάδοση πληροφοριών στον εγκέφαλο, οι επιστήμονες σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν τη μη γραμμική απόκριση των νευρώνων στα ηλεκτρικά πεδία για να παρέχουν τοπική διέγερση των κυττάρων-στόχων.
- Μια ομάδα στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής του Πανεπιστημίου Johns Hopkins, με επικεφαλής τον Δρ David Blodgett, αναπτύσσει ένα μη επεμβατικό, συνεκτικό οπτικό σύστημα για την ανάγνωση πληροφοριών από τον εγκέφαλο. Το σύστημα θα μετρήσει τις αλλαγές στο μήκος του οπτικού σήματος στον νευρικό ιστό που συσχετίζονται άμεσα με τη νευρική δραστηριότητα.
- Η ομάδα PARC, με επικεφαλής τον Δρ. Krishnan Thyagarajan, στοχεύει στην ανάπτυξη μιας μη επεμβατικής ακουστικής-μαγνητικής συσκευής για τη μετάδοση πληροφοριών στον εγκέφαλο. Η προσέγγισή τους συνδυάζει κύματα υπερήχων με μαγνητικά πεδία για να δημιουργήσει τοπικά ηλεκτρικά ρεύματα για νευροτροποποίηση. Η υβριδική προσέγγιση επιτρέπει τη διαμόρφωση σε βαθύτερες περιοχές του εγκεφάλου.
- Μια ομάδα του Πανεπιστημίου Rice με επικεφαλής τον Δρ Jacob Robinson επιδιώκει να αναπτύξει μια ελάχιστα επεμβατική, αμφίδρομη νευρωνική διεπαφή. Για να ληφθούν πληροφορίες από τον εγκέφαλο, η διάχυτη οπτική τομογραφία θα χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της νευρικής δραστηριότητας μετρώντας τη σκέδαση του φωτός στον νευρικό ιστό και για τη μετάδοση σημάτων στον εγκέφαλο, η ομάδα σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει μια μαγνητική γενετική προσέγγιση για να κάνει τους νευρώνες ευαίσθητους στο μαγνητικό χωράφια.
- Η ομάδα της Teledyne, με επικεφαλής τον Δρ. Patrick Connolly, στοχεύει στην ανάπτυξη μιας εντελώς μη επεμβατικής ενσωματωμένης συσκευής που χρησιμοποιεί μαγνητόμετρα με οπτική άντληση για να ανιχνεύει μικρά, εντοπισμένα μαγνητικά πεδία που συσχετίζονται με τη νευρική δραστηριότητα και χρησιμοποιεί εστιασμένο υπερήχο για τη μετάδοση πληροφοριών.
Καθ' όλη τη διάρκεια του προγράμματος, οι ερευνητές θα βασίζονται σε πληροφορίες που παρέχονται από ανεξάρτητους νομικούς και ηθικούς εμπειρογνώμονες που έχουν συμφωνήσει να συμμετάσχουν στο N3 και να διερευνήσουν τις πιθανές εφαρμογές των νέων τεχνολογιών σε στρατιωτικούς και άμαχους πληθυσμούς. Επιπλέον, οι ομοσπονδιακές ρυθμιστικές αρχές συνεργάζονται επίσης με την DARPA για να βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πότε και υπό ποιες συνθήκες οι συσκευές τους μπορούν να δοκιμαστούν σε ανθρώπους.
«Εάν το πρόγραμμα N3 είναι επιτυχές, θα έχουμε φορητά συστήματα νευρωνικής διεπαφής που μπορούν να συνδεθούν με τον εγκέφαλο από λίγα μόλις χιλιοστά μακριά, οδηγώντας τη νευροτεχνολογία πέρα από την κλινική και καθιστώντας την πιο προσιτή για πρακτική χρήση για σκοπούς εθνικής ασφάλειας», λέει ο Emondi. «Ακριβώς όπως το στρατιωτικό προσωπικό διαθέτει προστατευτικό και τακτικό εξοπλισμό, στο μέλλον θα μπορούν να φορούν ακουστικά με νευρωνική διεπαφή και να χρησιμοποιούν την τεχνολογία για τους σκοπούς που χρειάζονται, και στη συνέχεια απλά να αφήνουν τη συσκευή στην άκρη όταν ολοκληρωθεί η αποστολή. ”
Πηγή: 3dnews.ru