La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) financiará seis organizaciones en el marco del programa de Neurotecnología no quirúrgica de próxima generación (N3), anunciado por primera vez en marzo de 2018 del año. En el programa participarán el Battelle Memorial Institute, la Universidad Carnegie Mellon, el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, el Centro de Investigación de Palo Alto (PARC), la Universidad Rice y Teledyne Scientific, que cuentan con sus propios equipos de científicos e investigadores en el desarrollo de sistemas cerebrales bidireccionales. interfaces informáticas. DARPA espera que en el futuro estas tecnologías permitan al personal militar capacitado controlar directamente los sistemas activos de ciberdefensa y enjambres de vehículos aéreos no tripulados, así como utilizarlos para trabajar junto con sistemas informáticos en misiones complejas de múltiples misiones.
"DARPA se está preparando para un futuro en el que la combinación de sistemas no tripulados, inteligencia artificial y operaciones cibernéticas puede conducir a situaciones que requieran una toma de decisiones demasiado rápida para abordarlas de manera efectiva sin la ayuda de la tecnología moderna", dijo el Dr. Al Emondi, programa gerente N3. "Al crear una interfaz cerebro-máquina accesible que no requiere cirugía para su uso, DARPA puede proporcionar al Ejército una herramienta que permita a los comandantes de misión participar de manera significativa en operaciones dinámicas que ocurren a velocidades vertiginosas".
Durante los últimos 18 años, DARPA ha demostrado periódicamente neurotecnologías cada vez más sofisticadas que se basan en electrodos implantados quirúrgicamente para interactuar con el sistema nervioso central o periférico. Por ejemplo, la Agencia demostró tecnologías como el control mental de prótesis y la restauración del sentido del tacto para sus usuarios, tecnología para aliviar enfermedades neuropsiquiátricas intratables como la depresión y un método para mejorar y restaurar la memoria. Debido a los riesgos inherentes a la cirugía cerebral, estas tecnologías hasta ahora han tenido un uso limitado en voluntarios con una necesidad clínica de ellas.
Para que el Ejército se beneficie de las neurotecnologías, se necesitan opciones no quirúrgicas para su uso, ya que está claro que en este momento las intervenciones quirúrgicas masivas entre los comandantes militares no parecen una buena idea. Las tecnologías militares también pueden aportar grandes beneficios a la gente corriente. Al eliminar la necesidad de cirugía, los proyectos N3 amplían el grupo de pacientes potenciales que podrían acceder a tratamientos como la estimulación cerebral profunda para tratar enfermedades neurológicas.
Los participantes del programa N3 utilizan una variedad de enfoques en su investigación para obtener información del cerebro y transmitirla. Algunos proyectos utilizan la óptica, otros la acústica y el electromagnetismo. Algunos equipos están desarrollando interfaces completamente no invasivas que residen completamente fuera del cuerpo humano, mientras que otros equipos están explorando tecnologías mínimamente invasivas utilizando nanotransductores que pueden administrarse temporalmente de forma no quirúrgica al cerebro para mejorar la resolución y precisión de la señal.
- Un equipo de Battelle dirigido por el Dr. Gaurav Sharma tiene como objetivo desarrollar un sistema mínimamente invasivo que incluya un transceptor externo y nanotransductores electromagnéticos que se administran de forma no quirúrgica a las neuronas de interés. Los nanotransductores convertirán las señales eléctricas de las neuronas en señales magnéticas que pueden ser registradas y procesadas por un transceptor externo, y viceversa, para permitir la comunicación bidireccional.
- Investigadores de la Universidad Carnegie Mellon, dirigidos por el Dr. Pulkit Grover, pretenden desarrollar un dispositivo completamente no invasivo que utilice un enfoque acústico-óptico para recibir señales del cerebro y campos eléctricos para enviarlas de regreso a neuronas específicas. El equipo utilizará ondas de ultrasonido para iluminar el interior del cerebro y detectar la actividad neuronal. Para transmitir información al cerebro, los científicos planean utilizar la respuesta no lineal de las neuronas a los campos eléctricos para proporcionar estimulación local de las células diana.
- Un equipo del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, dirigido por el Dr. David Blodgett, está desarrollando un sistema óptico coherente y no invasivo para leer información del cerebro. El sistema medirá los cambios en la longitud de la señal óptica en el tejido neuronal que se correlacionan directamente con la actividad neuronal.
- El equipo PARC, dirigido por el Dr. Krishnan Thyagarajan, tiene como objetivo desarrollar un dispositivo acústico-magnético no invasivo para transmitir información al cerebro. Su enfoque combina ondas de ultrasonido 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 Rice dirigido por el Dr. Jacob Robinson está buscando desarrollar una interfaz neuronal bidireccional mínimamente invasiva. Para obtener información del cerebro, se utilizará tomografía óptica difusa para determinar la actividad neuronal midiendo la dispersión de la luz en el tejido neuronal y para transmitir señales al cerebro, el equipo planea utilizar un enfoque genético magnético para hacer que las neuronas sean sensibles a los campos magnéticos. campos.
- El equipo de Teledyne, dirigido por el Dr. Patrick Connolly, tiene como objetivo desarrollar un dispositivo integrado completamente no invasivo que utiliza magnetómetros bombeados ópticamente para detectar campos magnéticos pequeños y localizados que se correlacionan con la actividad neuronal y utiliza ultrasonido enfocado para transmitir información.
A lo largo del programa, los investigadores se basarán en la información proporcionada por expertos legales y éticos independientes que aceptaron participar en N3 y explorar las posibles aplicaciones de nuevas tecnologías para las poblaciones militares y civiles. Además, los reguladores federales también están trabajando con DARPA para ayudar a los científicos a comprender mejor cuándo y bajo qué condiciones se pueden probar sus dispositivos en humanos.
"Si el programa N3 tiene éxito, tendremos sistemas de interfaz neuronal portátiles que podrán conectarse al cerebro a sólo unos pocos milímetros de distancia, llevando la neurotecnología más allá de la clínica y haciéndola más accesible para un uso práctico con fines de seguridad nacional", afirma Emondi. “Así como el personal militar se pone equipo táctico y de protección, en el futuro podrán ponerse unos auriculares con una interfaz neuronal y utilizar la tecnología para los fines que necesiten, y luego simplemente dejar el dispositivo a un lado cuando se complete la misión. "
Fuente: 3dnews.ru