A Védelmi Fejlett Kutatási Projektek Ügynöksége (DARPA) hat szervezetet finanszíroz a következő generációs nem sebészeti idegtechnológiai (N3) program keretében, amelyet először 2018 márciusában jelentettek be. A programban részt vesz a Battelle Memorial Institute, a Carnegie Mellon Egyetem, a Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratóriuma, a Palo Alto Kutatóközpont (PARC), a Rice Egyetem és a Teledyne Scientific, amelyek saját tudósokból és kutatókból álló csapatokkal dolgoznak a kétirányú agy- számítógépes interfészek. A DARPA arra számít, hogy ezek a technológiák a jövőben lehetővé teszik majd a képzett katonai személyzet számára az aktív kibervédelmi rendszerek és a pilóta nélküli légijárművek rajok közvetlen irányítását, valamint a számítógépes rendszerekkel való együttműködést összetett, több küldetést igénylő küldetések során.
„A DARPA olyan jövőre készül, amelyben a pilóta nélküli rendszerek, a mesterséges intelligencia és a kiberműveletek kombinációja olyan helyzetekhez vezethet, amelyek túl gyors döntéshozatalt igényelnek ahhoz, hogy a modern technológia segítsége nélkül hatékonyan kezeljük őket” – mondta Dr. Al Emondi, a program vezetője. menedzser N3. „Egy elérhető agy-gép interfész létrehozásával, amelyhez nem szükséges sebészeti beavatkozás, a DARPA olyan eszközt tud biztosítani a hadsereg számára, amely lehetővé teszi a küldetésparancsnokok számára, hogy értelmesen részt vegyenek olyan dinamikus műveletekben, amelyek vetemedési sebességgel fordulnak elő.”
Az elmúlt 18 évben a DARPA rendszeresen bemutatott egyre kifinomultabb neurotechnológiákat, amelyek sebészetileg beültetett elektródákra támaszkodnak a központi vagy perifériás idegrendszerrel való kölcsönhatás érdekében. Az Ügynökség például olyan technológiákat mutatott be, mint a végtagprotézisek mentális kontrollja és a tapintásérzékelés helyreállítása felhasználóik számára, technológiát a kezelhetetlen neuropszichiátriai betegségek, például a depresszió enyhítésére, valamint egy módszert a memória javítására és helyreállítására. Az agysebészetben rejlő kockázatok miatt ezeket a technológiákat eddig csak korlátozottan alkalmazták önkénteseknél, akiknek klinikailag szükségük volt rájuk.
Ahhoz, hogy a hadsereg hasznot húzzon a neurotechnológiából, nem sebészeti megoldásokra van szükség, mivel jelenleg nyilvánvaló, hogy a katonai parancsnokok körében végzett tömeges sebészeti beavatkozások nem tűnnek jó ötletnek. A katonai technológiák a hétköznapi emberek számára is nagy előnyökkel járhatnak. A műtét szükségességének kiküszöbölésével az N3 projektek kibővítik azon potenciális betegek körét, akik hozzáférhetnek olyan kezelésekhez, mint például a mély agyi stimuláció a neurológiai betegségek kezelésére.
Az N3 program résztvevői többféle megközelítést alkalmaznak kutatásaik során, hogy információt szerezzenek az agyból és továbbítsák azt. Egyes projektek optikát, mások akusztikát és elektromágnesességet használnak. Egyes csapatok teljesen non-invazív interfészeket fejlesztenek, amelyek teljesen az emberi testen kívül helyezkednek el, míg más csapatok minimálisan invazív technológiákat kutatnak olyan nanotranszduktorok segítségével, amelyek átmenetileg nem sebészeti úton juttathatók az agyba a jelfelbontás és a pontosság javítása érdekében.
- A Dr. Gaurav Sharma vezette Battelle-csapat egy minimálisan invazív rendszer kifejlesztésére törekszik, amely egy külső adó-vevőt és elektromágneses nanotranszduktorokat foglal magában, amelyeket nem sebészeti úton juttatnak el a kérdéses neuronokhoz. A nanotranszduktorok az idegsejtekből származó elektromos jeleket mágneses jelekké alakítják, amelyeket egy külső adó-vevő rögzíthet és feldolgozhat, és fordítva, lehetővé téve a kétirányú kommunikációt.
- A Carnegie Mellon Egyetem kutatói Dr. Pulkit Grover vezetésével egy teljesen noninvazív eszköz kifejlesztését tűzték ki célul, amely akuszto-optikai megközelítést alkalmaz az agyból és az elektromos mezőkből érkező jelek fogadására, hogy visszaküldje azokat meghatározott neuronokhoz. A csapat ultrahanghullámok segítségével világítja meg a fényt az agyban az idegi aktivitás kimutatására. Az információ agyba való továbbítása érdekében a tudósok a neuronok elektromos mezőkre adott nemlineáris válaszát fogják felhasználni a célsejtek helyi stimulálására.
- A Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratóriumának csapata Dr. David Blodgett vezetésével egy noninvazív, koherens optikai rendszert fejleszt az agyból származó információk olvasására. A rendszer mérni fogja az optikai jel hosszában bekövetkező változásokat az idegszövetben, amelyek közvetlenül korrelálnak az idegi aktivitással.
- A Dr. Krishnan Thyagarajan vezette PARC csapat célja egy nem invazív akusztikus-mágneses eszköz kifejlesztése, amely információt továbbít az agyba. Megközelítésük az ultrahanghullámokat mágneses mezőkkel kombinálja, hogy lokalizált elektromos áramokat generáljon a neuromodulációhoz. A hibrid megközelítés lehetővé teszi a modulációt az agy mélyebb területein.
- A Rice University csapata Dr. Jacob Robinson vezetésével egy minimálisan invazív, kétirányú neurális interfész kifejlesztésére törekszik. Az agyból származó információk megszerzéséhez diffúz optikai tomográfiát használnak az idegi aktivitás meghatározására a fény idegszövetben való szóródásának mérésével, és jelek továbbítására az agyba. A csapat azt tervezi, hogy mágneses genetikai megközelítést alkalmaz a neuronok mágneses érzékenységére. mezőket.
- A Dr. Patrick Connolly vezette Teledyne csapat célja egy teljesen non-invazív integrált eszköz kifejlesztése, amely optikailag pumpált magnetométerekkel érzékeli a kis, lokalizált mágneses mezőket, amelyek korrelálnak az idegi tevékenységgel, és fókuszált ultrahangot használ az információ továbbítására.
A program során a kutatók független jogi és etikai szakértőktől származó információkra támaszkodnak, akik beleegyeztek, hogy részt vegyenek az N3-ban, és feltárják az új technológiák katonai és polgári lakosság számára történő lehetséges alkalmazását. Ezenkívül a szövetségi szabályozó hatóságok a DARPA-val is együttműködnek annak érdekében, hogy a tudósok jobban megértsék, mikor és milyen körülmények között tesztelhetők az eszközeik embereken.
"Ha az N3 program sikeres lesz, akkor hordható neurális interfész rendszereink lesznek, amelyek néhány milliméter távolságból képesek kapcsolódni az agyhoz, túlmutatva a neurotechnológiát a klinikán, és elérhetőbbé téve a gyakorlati felhasználást nemzetbiztonsági célokra" - mondja Emondi. „Ahogy a katonaság védő- és taktikai felszerelést visel, a jövőben ők is felvehetnek egy neurális interfésszel ellátott headsetet, és a szükséges célokra használhatják a technológiát, majd a küldetés befejeztével egyszerűen félretehetik az eszközt. ”
Forrás: 3dnews.ru