La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de EE. UU. (en inglés, Defense Advanced Research Projects Agency — DARPA) financiará a seis organizaciones en el marco del programa de Neurotecnología No Quirúrgica de Nueva Generación (abreviado como "N3" y traducido como "Siguiente Generación de Neurotecnología No Quirúrgica"), anunciado por primera vez en marzo de 2018. Participarán el Instituto Memorial Battelle, la Universidad Carnegie Mellon, el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, el Centro de Investigación de Palo Alto (PARC), la Universidad de Rice y la compañía Teledyne Scientific, cada uno con sus propios equipos de científicos e investigadores en el desarrollo de interfaces cerebro-computadora bidireccionales. DARPA espera que estas tecnologías permitan a los militares calificados gestionar directamente sistemas activos de ciberseguridad y enjambres de vehículos aéreos no tripulados, así como utilizarlas para colaborar con sistemas informáticos en la realización de complejas misiones multitarea.
"DARPA se está preparando para un futuro en el que la combinación de sistemas no tripulados, inteligencia artificial y operaciones cibernéticas pueda dar lugar a situaciones que requieran una velocidad de toma de decisiones demasiado rápida para manejarlas de manera efectiva sin la ayuda de tecnologías avanzadas", dijo el Dr. Al Emondi, gerente del programa N3. "Al crear una interfaz cerebro-máquina accesible, que no requiera intervención quirúrgica para su uso, DARPA podrá proporcionar al ejército una herramienta que permita a los comandantes de misión participar de manera significativa en operaciones dinámicas que se llevan a cabo a velocidades extremadamente rápidas."
En los últimos 18 años, DARPA ha demostrado regularmente tecnologías neurotecnológicas cada vez más sofisticadas, que dependen de electrodos implantados quirúrgicamente para interactuar con el sistema nervioso central o periférico. Por ejemplo, la Agencia ha demostrado tecnologías como el control mental de extremidades protésicas y la recuperación de la sensación táctil para sus usuarios, una tecnología para aliviar trastornos psiconeurológicos difíciles de tratar, como la depresión, y un método para mejorar y restaurar la memoria. Debido a los riesgos inherentes a la intervención quirúrgica en el cerebro, estas tecnologías aún se han utilizado de manera limitada en voluntarios con necesidades clínicas.
Para que el ejército pueda beneficiarse de las neurotecnologías, se necesitan opciones no quirúrgicas para su aplicación, ya que, evidentemente, en este momento, las intervenciones quirúrgicas masivas entre el mando militar no parecen ser una buena idea. Las tecnologías militares también podrán beneficiar a las personas comunes. Eliminando la necesidad de cirugía, los proyectos N3 amplían el número de pacientes potenciales que podrían acceder a tratamientos como la estimulación cerebral profunda para tratar enfermedades neurológicas.
Los participantes del programa N3 utilizan diversos enfoques en sus investigaciones para obtener información del cerebro y transmitirla de vuelta. Algunos proyectos utilizan óptica, otros acústica y electromagnetismo. Algunas de las equipo desarrollan interfaces completamente no invasivas, que están totalmente fuera del cuerpo humano, mientras que otros equipos exploran tecnologías ligeramente invasivas utilizando nanotransductores, que pueden ser temporalmente entregados al cerebro sin cirugía para mejorar la resolución y precisión de la señal.
- El equipo del Instituto Battelle, bajo la dirección del Dr. Gaurav Sharma, busca desarrollar un sistema mínimamente invasivo que incluya un transceptor externo y nano-transdutores electromagnéticos que se entregan no quirúrgicamente a las neuronas de interés. Los nano-transdutores convertirán las señales eléctricas de las neuronas en señales magnéticas que pueden ser registradas y procesadas por el transceptor externo, y viceversa, para proporcionar comunicación bidireccional.
- Investigadores de la Universidad Carnegie Mellon, liderados por el Dr. Pulkit Grover, buscan desarrollar un dispositivo completamente no invasivo que utilice un enfoque acústico-óptico para obtener señales del cerebro y campos eléctricos para enviarlas de vuelta a neuronas específicas. El equipo utilizará ondas ultrasónicas para dirigir la luz dentro del cerebro para detectar la actividad neuronal. Para la transmisión de información al cerebro, los científicos planean usar la respuesta no lineal de las neuronas a los campos eléctricos para proporcionar estimulación localizada a las células objetivo.
- El equipo del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, dirigido por el Dr. David Blodgett, está desarrollando un sistema óptico coherente no invasivo para leer información del cerebro. El sistema medirá los cambios en la longitud de la señal óptica en el tejido nervioso, que se correlacionan directamente con la actividad neuronal.
- El equipo de PARC, dirigido por el Dr. Krishnan Thyagarajan, busca desarrollar un dispositivo acústico-magnético no invasivo para transmitir información al cerebro. Su enfoque combina ondas ultrasónicas con campos magnéticos para generar corrientes eléctricas localizadas para la neuromodulación. El enfoque híbrido permite la modulación en áreas más profundas del cerebro.
- Un equipo de la Universidad de Rice, liderado por el Dr. Jacob Robinson, busca desarrollar una interfaz neural bidireccional mínimamente invasiva. Para obtener información del cerebro, se utilizará tomografía óptica difusa para determinar la actividad neuronal, al medir la dispersión de la luz en el tejido nervioso, y para transmitir señales al cerebro, el equipo planea aplicar un enfoque magnetogenético para hacer que las neuronas sean sensibles a campos magnéticos.
- Un equipo de Teledyne, bajo la dirección del Dr. Patrick Connolly, busca desarrollar un dispositivo integrado completamente no invasivo que utiliza magnetómetros con bombeo óptico para detectar pequeños campos magnéticos localizados que se correlacionan con la actividad neuronal, y para transmitir información usarán ultrasonido enfocado.
A lo largo del programa, los investigadores se basarán en la información proporcionada por expertos independientes en asuntos legales y éticos, quienes han acordado participar en N3 y explorar las oportunidades potenciales para la aplicación de nuevas tecnologías tanto por parte de las fuerzas armadas como de la población civil. Además, las agencias reguladoras federales también colaboran con DARPA para ayudar a los científicos a comprender mejor cuándo y en qué condiciones sus dispositivos podrán ser probados en humanos.
“Si el programa N3 tiene éxito, obtendremos sistemas portátiles de interfaces neuronales que podrán conectarse al cerebro desde a solo unos milímetros de distancia, llevando las neurotecnologías más allá de la clínica y haciéndolas más accesibles para su uso práctico en el ámbito de la seguridad nacional”, comenta Emondi. “Al igual que los soldados se ponen equipos de protección táctica, en el futuro podrán usar un auricular con interfaz neural y emplear la tecnología para los fines que necesiten, y luego simplemente dejar el dispositivo de lado al finalizar la misión.”
Fuente: 3dnews.ru
