A Axencia de Proxectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) financiará seis organizacións no marco do programa de neurotecnoloxía non cirúrxica de próxima xeración (N3), anunciado por primeira vez en marzo de 2018. do ano. O programa contará coa participación do Instituto Battelle Memorial, a Universidade Carnegie Mellon, o Laboratorio de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, o Centro de Investigación de Palo Alto (PARC), a Universidade Rice e a Teledyne Scientific, que teñen os seus propios equipos de científicos e investigadores no desenvolvemento do cerebro bidireccional. interfaces informáticas. DARPA espera que estas tecnoloxías permitan no futuro ao persoal militar cualificado controlar directamente os sistemas activos de defensa cibernética e os enxames de vehículos aéreos non tripulados, así como utilizalos para traballar xunto con sistemas informáticos en misións complexas e multimisión.
"A DARPA prepárase para un futuro no que a combinación de sistemas non tripulados, intelixencia artificial e operacións cibernéticas poidan dar lugar a situacións que requiren unha toma de decisións demasiado rápida para tratar con eficacia sen a axuda da tecnoloxía moderna", dixo o doutor Al Emondi, do programa. xestor N3. "Ao crear unha interface cerebro-máquina accesible que non require cirurxía para usar, DARPA pode proporcionar ao Exército unha ferramenta que permita aos comandantes da misión participar de forma significativa en operacións dinámicas que ocorren a velocidades de deformación".
Durante os últimos 18 anos, DARPA demostrou regularmente neurotecnoloxías cada vez máis sofisticadas que dependen de electrodos implantados cirurxicamente para interactuar co sistema nervioso central ou periférico. Por exemplo, a Axencia demostrou tecnoloxías como o control mental das extremidades protésicas e a restauración do sentido do tacto para os seus usuarios, tecnoloxía para aliviar enfermidades neuropsiquiátricas intratables como a depresión e un método para mellorar e restaurar a memoria. Debido aos riscos inherentes á cirurxía cerebral, estas tecnoloxías tiveron ata agora un uso limitado en voluntarios con necesidade clínica delas.
Para que o Exército se beneficie das neurotecnoloxías, son necesarias opcións non cirúrxicas para o seu uso, xa que está claro que, polo momento, as intervencións cirúrxicas masivas entre os mandos militares non parecen unha boa idea. As tecnoloxías militares tamén poden traer grandes beneficios á xente común. Ao eliminar a necesidade de cirurxía, os proxectos N3 amplían o grupo de pacientes potenciais que poderían acceder a tratamentos como a estimulación cerebral profunda para tratar enfermidades neurolóxicas.
Os participantes no programa N3 utilizan unha variedade de enfoques na súa investigación para obter información do cerebro e transmitila de volta. Algúns proxectos utilizan óptica, outros acústica e electromagnetismo. Algúns equipos están a desenvolver interfaces completamente non invasivas que residen enteiramente fóra do corpo humano, mentres que outros están explorando tecnoloxías mínimamente invasivas usando nanotransdutores que se poden entregar temporalmente ao cerebro sen cirurxía para mellorar a resolución e precisión do sinal.
- Un equipo de Battelle dirixido polo doutor Gaurav Sharma ten como obxectivo desenvolver un sistema minimamente invasivo que inclúa un transceptor externo e nanotransdutores electromagnéticos que se envían non cirurxicamente ás neuronas de interese. Os nanotransdutores converterán os sinais eléctricos das neuronas en sinais magnéticos que poden ser gravados e procesados por un transceptor externo, e viceversa, para permitir a comunicación bidireccional.
- Os investigadores da Universidade Carnegie Mellon, dirixidos polo doutor Pulkit Grover, pretenden desenvolver un dispositivo completamente non invasivo que utilice un enfoque acústico-óptico para recibir sinais do cerebro e dos campos eléctricos para envialos de volta a neuronas específicas. O equipo utilizará ondas de ultrasóns para iluminar o cerebro para detectar a actividade neuronal. Para transmitir información ao cerebro, os científicos planean utilizar a resposta non lineal das neuronas aos campos eléctricos para proporcionar estimulación local das células diana.
- Un equipo do Laboratorio de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, dirixido polo doutor David Blodgett, está a desenvolver un sistema óptico coherente e non invasivo para ler información do cerebro. O sistema medirá os cambios na lonxitude do sinal óptico no tecido neural que se correlacionan directamente coa actividade neuronal.
- O equipo PARC, dirixido polo doutor Krishnan Thyagarajan, ten como obxectivo desenvolver un dispositivo acústico-magnético non invasivo para transmitir información ao cerebro. O seu enfoque combina ondas ultrasóns con campos magnéticos para xerar correntes eléctricas localizadas para a neuromodulación. O enfoque híbrido permite a modulación en áreas máis profundas do cerebro.
- Un equipo da Universidade de Rice dirixido polo doutor Jacob Robinson busca desenvolver unha interface neuronal bidireccional e minimamente invasiva. Para obter información do cerebro, empregarase a tomografía óptica difusa para determinar a actividade neuronal medindo a dispersión da luz no tecido neural, e para transmitir sinais ao cerebro, o equipo planea utilizar un enfoque xenético magnético para facer que as neuronas sexan sensibles ao magnetismo. campos.
- O equipo de Teledyne, dirixido polo doutor Patrick Connolly, ten como obxectivo desenvolver un dispositivo integrado completamente non invasivo que utilice magnetómetros de bombeo óptico para detectar pequenos campos magnéticos localizados que se correlacionan coa actividade neuronal e que utilice ultrasóns enfocados para transmitir información.
Ao longo do programa, os investigadores dependerán da información proporcionada por expertos xurídicos e éticos independentes que aceptaron participar en N3 e explorar as posibles aplicacións das novas tecnoloxías a poboacións militares e civís. Ademais, os reguladores federais tamén están a traballar con DARPA para axudar aos científicos a comprender mellor cando e en que condicións se poden probar os seus dispositivos en humanos.
"Se o programa N3 ten éxito, teremos sistemas de interface neuronal wearable que poden conectarse ao cerebro desde só uns poucos milímetros de distancia, levando a neurotecnoloxía máis aló da clínica e facéndoa máis accesible para o seu uso práctico con fins de seguridade nacional", di Emondi. "Do mesmo xeito que o persoal militar leva equipamentos de protección e tácticos, no futuro poderán poñerse uns auriculares cunha interface neuronal e usar a tecnoloxía para os propósitos que necesitan, e despois simplemente deixar o dispositivo de lado cando se complete a misión. ”
Fonte: 3dnews.ru