Defence Advanced Research Projects Agency (DARPA) rahastab kuut organisatsiooni järgmise põlvkonna mittekirurgilise neurotehnoloogia (N3) programmi raames, mis kuulutati esmakordselt välja 2018. aasta märtsis. Programm hõlmab Battelle'i mälestusinstituuti, Carnegie Melloni ülikooli, Johns Hopkinsi ülikooli rakendusfüüsika laboratooriumi, Palo Alto uurimiskeskust (PARC), Rice'i ülikooli ja Teledyne Scientificut, millel on oma teadlaste ja teadlaste meeskonnad kahesuunalise ajusüsteemi arendamiseks. arvutiliidesed. DARPA loodab, et need tehnoloogiad võimaldavad tulevikus kvalifitseeritud sõjaväelastel otse juhtida aktiivseid küberkaitsesüsteeme ja mehitamata õhusõidukite sülemeid, samuti kasutada neid arvutisüsteemidega koos töötamiseks keerulistel ja mitut missiooni hõlmavatel missioonidel.
"DARPA valmistub tulevikuks, kus mehitamata süsteemide, tehisintellekti ja küberoperatsioonide kombinatsioon võib viia olukordadeni, mis nõuavad liiga kiiret otsustamist, et tõhusalt toime tulla ilma kaasaegse tehnoloogia abita," ütles programmi juht dr Al Emondi. juht N3. "Luues juurdepääsetava aju-masina liidese, mille kasutamiseks pole vaja operatsiooni, saab DARPA pakkuda armeele tööriista, mis võimaldab missiooniülematel osaleda mõttekalt dünaamilistes operatsioonides, mis toimuvad kõveruskiirusel."
Viimase 18 aasta jooksul on DARPA regulaarselt demonstreerinud üha keerukamaid neurotehnoloogiaid, mis tuginevad kesk- või perifeerse närvisüsteemiga suhtlemiseks kirurgiliselt implanteeritud elektroodidele. Näiteks demonstreeris agentuur selliseid tehnoloogiaid nagu proteeside jäsemete vaimne kontroll ja nende kasutajate puutetundlikkuse taastamine, ravimatute neuropsühhiaatriliste haiguste (nt depressioon) leevendamise tehnoloogiat ning mälu parandamise ja taastamise meetodit. Ajukirurgiaga kaasnevate riskide tõttu on neid tehnoloogiaid seni kliiniliselt vajavatel vabatahtlikel kasutatud piiratud määral.
Selleks, et armee saaks neurotehnoloogiatest kasu, on selle kasutamiseks vaja mittekirurgilisi võimalusi, sest on selge, et hetkel ei tundu sõjaväeülemate massiline kirurgiline sekkumine hea ideena. Sõjalised tehnoloogiad võivad tuua suurt kasu ka tavainimestele. Kaotades vajaduse operatsiooni järele, laiendavad N3 projektid potentsiaalsete patsientide hulka, kellel on võimalik kasutada selliseid ravimeetodeid nagu sügav aju stimulatsioon neuroloogiliste haiguste raviks.
N3 programmis osalejad kasutavad oma uurimistöös erinevaid lähenemisviise, et saada ajust teavet ja seda tagasi edastada. Mõned projektid kasutavad optikat, teised akustikat ja elektromagnetismi. Mõned meeskonnad töötavad välja täiesti mitteinvasiivseid liideseid, mis asuvad täielikult väljaspool inimkeha, samas kui teised meeskonnad uurivad minimaalselt invasiivseid tehnoloogiaid, kasutades nanomuundureid, mida saab ajutiselt mitte-kirurgiliselt ajju toimetada, et parandada signaali eraldusvõimet ja täpsust.
- Dr Gaurav Sharma juhitud Battelle'i meeskonna eesmärk on töötada välja minimaalselt invasiivne süsteem, mis sisaldab välist transiiverit ja elektromagnetilisi nanomuundureid, mis toimetatakse mittekirurgiliselt huvipakkuvatele neuronitele. Nanomuundurid muudavad neuronite elektrilised signaalid magnetsignaalideks, mida saab salvestada ja töödelda välise transiiveri abil, ja vastupidi, et võimaldada kahesuunalist sidet.
- Carnegie Melloni ülikooli teadlaste eesotsas dr Pulkit Groveriga on eesmärk välja töötada täiesti mitteinvasiivne seade, mis kasutab akusto-optilist lähenemist, et saada ajust ja elektriväljadest signaale, et saata need tagasi kindlatesse neuronitesse. Meeskond kasutab ultraheli laineid, et valgustada aju sees, et tuvastada närvitegevust. Teabe edastamiseks ajju kavatsevad teadlased kasutada neuronite mittelineaarset reaktsiooni elektriväljadele, et pakkuda sihtrakkude kohalikku stimuleerimist.
- Johns Hopkinsi ülikooli rakendusfüüsika laboratooriumi töörühm, mida juhib dr David Blodgett, töötab välja mitteinvasiivset koherentset optilist süsteemi ajust teabe lugemiseks. Süsteem mõõdab närvikoe optilise signaali pikkuse muutusi, mis on otseselt seotud närvitegevusega.
- PARC-i töörühm, mida juhib dr Krishnan Thyagarajan, püüab välja töötada mitteinvasiivse akustilis-magnetilise seadme, mis edastaks teavet ajju. Nende lähenemisviis ühendab ultrahelilaineid magnetväljadega, et genereerida neuromodulatsiooni jaoks lokaliseeritud elektrivoolu. Hübriidne lähenemine võimaldab moduleerida aju sügavamates piirkondades.
- Rice'i ülikooli meeskond, mida juhib dr Jacob Robinson, püüab välja töötada minimaalselt invasiivse kahesuunalise närviliidese. Ajust teabe saamiseks kasutatakse difuusset optilist tomograafiat neuraalse aktiivsuse määramiseks, mõõtes valguse hajumist närvikoes ja signaalide edastamiseks ajju, meeskond kavatseb kasutada magnetgeneetilisi lähenemisviise, et muuta neuronid magneti suhtes tundlikuks. väljad.
- Dr Patrick Connolly juhitud Teledyne'i meeskonna eesmärk on välja töötada täiesti mitteinvasiivne integreeritud seade, mis kasutab optiliselt pumbatavaid magnetomeetreid, et tuvastada väikeseid lokaliseeritud magnetvälju, mis korreleeruvad närvitegevusega, ning kasutab teabe edastamiseks fokuseeritud ultraheli.
Kogu programmi jooksul toetuvad teadlased teabele, mille on esitanud sõltumatud õigus- ja eetikaeksperdid, kes on nõustunud N3-s osalema, ning uurivad uute tehnoloogiate võimalikke rakendusi sõjaväe- ja tsiviilelanikkonna jaoks. Lisaks teevad föderaalregulaatorid koostööd ka DARPA-ga, et aidata teadlastel paremini mõista, millal ja millistel tingimustel saab nende seadmeid inimestel katsetada.
"Kui programm N3 on edukas, on meil kantavad närviliidesesüsteemid, mis saavad ajuga ühenduse luua vaid mõne millimeetri kauguselt, viies neurotehnoloogia kliinikust kaugemale ja muutes selle praktiliseks kasutamiseks riikliku julgeoleku eesmärgil kättesaadavamaks," ütleb Emondi. "Nii nagu sõjaväelased kannavad kaitse- ja taktikalisi varustust, saavad nad tulevikus panna pähe närviliidesega peakomplekti ja kasutada tehnoloogiat vajalikul otstarbel ning seejärel seadme lihtsalt kõrvale panna, kui missioon on lõppenud. ”
Allikas: 3dnews.ru