La Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) financera six organisations dans le cadre du programme de neurotechnologie non chirurgicale de nouvelle génération (N3), annoncé pour la première fois en mars 2018. de l'année. Le programme impliquera le Battelle Memorial Institute, l'Université Carnegie Mellon, le laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins, le Palo Alto Research Center (PARC), l'Université Rice et Teledyne Scientific, qui disposent de leurs propres équipes de scientifiques et de chercheurs dans le développement de neurones bidirectionnels. interfaces informatiques. La DARPA espère que ces technologies permettront à l'avenir au personnel militaire qualifié de contrôler directement les systèmes de cyberdéfense actifs et les essaims de véhicules aériens sans pilote, ainsi que de les utiliser pour travailler avec des systèmes informatiques sur des missions complexes et multi-missions.
"La DARPA se prépare à un avenir dans lequel la combinaison de systèmes sans pilote, d'intelligence artificielle et de cyberopérations pourrait conduire à des situations nécessitant une prise de décision trop rapide pour être gérée efficacement sans l'aide de la technologie moderne", a déclaré le Dr Al Emondi, responsable du programme. gestionnaire N3. "En créant une interface cerveau-machine accessible qui ne nécessite pas d'intervention chirurgicale, la DARPA peut fournir à l'armée un outil qui permet aux commandants de mission de s'engager de manière significative dans des opérations dynamiques qui se déroulent à des vitesses vertigineuses."
Au cours des 18 dernières années, la DARPA a régulièrement démontré des neurotechnologies de plus en plus sophistiquées qui reposent sur des électrodes implantées chirurgicalement pour interagir avec le système nerveux central ou périphérique. Par exemple, l’Agence a démontré des technologies telles que le contrôle mental des membres prothétiques et la restauration du sens du toucher pour leurs utilisateurs, une technologie permettant de soulager des maladies neuropsychiatriques incurables telles que la dépression et une méthode permettant d’améliorer et de restaurer la mémoire. En raison des risques inhérents à la chirurgie cérébrale, ces technologies ont jusqu’à présent eu une utilisation limitée chez les volontaires en ayant un besoin clinique.
Pour que l’armée puisse bénéficier des neurotechnologies, des options non chirurgicales sont nécessaires pour leur utilisation, car il est clair qu’à l’heure actuelle, les interventions chirurgicales massives parmi les commandants militaires ne semblent pas être une bonne idée. Les technologies militaires peuvent également apporter de grands avantages aux citoyens ordinaires. En éliminant le recours à la chirurgie, les projets N3 élargissent le bassin de patients potentiels pouvant accéder à des traitements tels que la stimulation cérébrale profonde pour traiter les maladies neurologiques.
Les participants au programme N3 utilisent diverses approches dans leurs recherches pour obtenir des informations du cerveau et les retransmettre. Certains projets utilisent l'optique, d'autres l'acoustique et l'électromagnétisme. Certaines équipes développent des interfaces totalement non invasives qui résident entièrement à l'extérieur du corps humain, tandis que d'autres équipes explorent des technologies mini-invasives utilisant des nanotransducteurs qui peuvent être temporairement administrés de manière non chirurgicale au cerveau pour améliorer la résolution et la précision du signal.
- Une équipe Battelle dirigée par le Dr Gaurav Sharma vise à développer un système mini-invasif comprenant un émetteur-récepteur externe et des nanotransducteurs électromagnétiques administrés de manière non chirurgicale aux neurones d'intérêt. Les nanotransducteurs convertiront les signaux électriques des neurones en signaux magnétiques pouvant être enregistrés et traités par un émetteur-récepteur externe, et vice versa, pour permettre une communication bidirectionnelle.
- Les chercheurs de l'Université Carnegie Mellon, dirigés par le Dr Pulkit Grover, visent à développer un dispositif totalement non invasif utilisant une approche acousto-optique pour recevoir des signaux du cerveau et des champs électriques afin de les renvoyer à des neurones spécifiques. L’équipe utilisera des ondes ultrasonores pour éclairer l’intérieur du cerveau afin de détecter l’activité neuronale. Pour transmettre des informations au cerveau, les scientifiques prévoient d'utiliser la réponse non linéaire des neurones aux champs électriques pour fournir une stimulation locale des cellules cibles.
- Une équipe du laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins, dirigée par le Dr David Blodgett, développe un système optique cohérent et non invasif pour lire les informations provenant du cerveau. Le système mesurera les changements dans la longueur du signal optique dans le tissu neuronal qui sont directement en corrélation avec l'activité neuronale.
- L'équipe PARC, dirigée par le Dr Krishnan Thyagarajan, vise à développer un dispositif acoustique-magnétique non invasif pour transmettre des informations au cerveau. Leur approche combine des ondes ultrasonores avec des champs magnétiques pour générer des courants électriques localisés pour la neuromodulation. L’approche hybride permet une modulation dans des zones plus profondes du cerveau.
- Une équipe de l'Université Rice dirigée par le Dr Jacob Robinson cherche à développer une interface neuronale bidirectionnelle peu invasive. Pour obtenir des informations du cerveau, la tomographie optique diffuse sera utilisée pour déterminer l'activité neuronale en mesurant la diffusion de la lumière dans le tissu neuronal et pour transmettre des signaux au cerveau. L'équipe prévoit d'utiliser une approche génétique magnétique pour rendre les neurones sensibles au champ magnétique. des champs.
- L'équipe Teledyne, dirigée par le Dr Patrick Connolly, vise à développer un dispositif intégré totalement non invasif qui utilise des magnétomètres à pompage optique pour détecter de petits champs magnétiques localisés en corrélation avec l'activité neuronale et qui utilise des ultrasons focalisés pour transmettre des informations.
Tout au long du programme, les chercheurs s'appuieront sur les informations fournies par des experts juridiques et éthiques indépendants qui ont accepté de participer au N3 et exploreront les applications potentielles des nouvelles technologies aux populations militaires et civiles. En outre, les régulateurs fédéraux travaillent également avec la DARPA pour aider les scientifiques à mieux comprendre quand et dans quelles conditions leurs appareils peuvent être testés sur des humains.
"Si le programme N3 réussit, nous disposerons de systèmes d'interface neuronale portables capables de se connecter au cerveau à quelques millimètres seulement, ce qui amènera la neurotechnologie au-delà de la clinique et la rendra plus accessible pour une utilisation pratique à des fins de sécurité nationale", explique Emondi. « Tout comme les militaires portent des équipements de protection et tactiques, ils pourront à l’avenir mettre un casque doté d’une interface neuronale et utiliser la technologie aux fins dont ils ont besoin, puis simplement mettre l’appareil de côté une fois la mission terminée. »
Source: 3dnews.ru