Պաշտպանության առաջադեմ հետազոտական նախագծերի գործակալությունը (DARPA) կֆինանսավորի վեց կազմակերպությունների Հաջորդ սերնդի ոչ վիրաբուժական նյարդատեխնոլոգիայի (N3) ծրագրի շրջանակներում, որն առաջին անգամ հայտարարվել է 2018 թվականի մարտին: Ծրագրին կներգրավեն Battelle Memorial Institute-ը, Carnegie Mellon University-ը, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory-ն, Palo Alto Research Center (PARC), Rice University-ը և Teledyne Scientific-ը, որոնք ունեն գիտնականների և հետազոտողների իրենց թիմերը երկկողմանի ուղեղի զարգացման համար: համակարգչային միջերեսներ. DARPA-ն ակնկալում է, որ այս տեխնոլոգիաները ապագայում հմուտ զինվորականներին թույլ կտան ուղղակիորեն վերահսկել ակտիվ կիբերպաշտպանական համակարգերը և անօդաչու թռչող սարքերի խմբերը, ինչպես նաև օգտագործել դրանք համակարգչային համակարգերի հետ համատեղ աշխատելու բարդ, բազմաբնույթ առաքելություններում:
«DARPA-ն պատրաստվում է ապագայի, որտեղ անօդաչու համակարգերի, արհեստական ինտելեկտի և կիբեր գործառնությունների համադրությունը կարող է հանգեցնել այնպիսի իրավիճակների, որոնք պահանջում են որոշումների կայացում չափազանց արագ՝ առանց ժամանակակից տեխնոլոգիաների օգնության արդյունավետ լուծելու համար», - ասում է ծրագրի բժիշկ Ալ Էմոնդին: կառավարիչ N3. «Ստեղծելով ուղեղ-մեքենա հասանելի ինտերֆեյս, որը չի պահանջում վիրահատություն օգտագործելու համար, DARPA-ն կարող է բանակին տրամադրել գործիք, որը թույլ է տալիս առաքելության հրամանատարներին իմաստալից կերպով ներգրավվել դինամիկ գործողություններում, որոնք տեղի են ունենում աղավաղված արագությամբ»:
Վերջին 18 տարիների ընթացքում DARPA-ն պարբերաբար ցուցադրել է ավելի ու ավելի բարդ նեյրոտեխնոլոգիաներ, որոնք հիմնվում են վիրաբուժական իմպլանտացված էլեկտրոդների վրա՝ կենտրոնական կամ ծայրամասային նյարդային համակարգի հետ փոխազդելու համար: Օրինակ՝ Գործակալությունը ցուցադրել է այնպիսի տեխնոլոգիաներ, ինչպիսիք են վերջույթների պրոթեզների մտավոր հսկողությունը և դրանց օգտագործողների համար շոշափելիության վերականգնումը, նյարդահոգեբուժական անբուժելի հիվանդությունները, ինչպիսին դեպրեսիան է, և հիշողությունը բարելավելու և վերականգնելու մեթոդը: Ուղեղի վիրահատության ներհատուկ ռիսկերի պատճառով այս տեխնոլոգիաները մինչ այժմ սահմանափակ կիրառություն են ունեցել դրանց կլինիկական կարիք ունեցող կամավորների մոտ:
Որպեսզի բանակը օգտվի նեյրոտեխնոլոգիաներից, դրա կիրառման ոչ վիրահատական տարբերակներ են անհրաժեշտ, քանի որ պարզ է, որ այս պահին զորահրամանատարների շրջանում զանգվածային վիրաբուժական միջամտությունները այնքան էլ լավ գաղափար չեն: Ռազմական տեխնոլոգիաները կարող են նաև մեծ օգուտներ բերել սովորական մարդկանց։ Վերացնելով վիրահատության անհրաժեշտությունը՝ N3 նախագծերն ընդլայնում են պոտենցիալ հիվանդների խումբը, ովքեր կարող են օգտվել այնպիսի բուժումներից, ինչպիսիք են ուղեղի խորը խթանումը նյարդաբանական հիվանդությունները բուժելու համար:
N3 ծրագրի մասնակիցներն իրենց հետազոտության ընթացքում օգտագործում են տարբեր մոտեցումներ՝ ուղեղից տեղեկատվություն ստանալու և այն հետ փոխանցելու համար: Որոշ նախագծեր օգտագործում են օպտիկա, մյուսները՝ ակուստիկա և էլեկտրամագնիսականություն: Որոշ թիմեր մշակում են ամբողջովին ոչ ինվազիվ միջերեսներ, որոնք ամբողջությամբ գտնվում են մարդու մարմնից դուրս, մինչդեռ մյուս թիմերը ուսումնասիրում են նվազագույն ինվազիվ տեխնոլոգիաներ՝ օգտագործելով նանոփոխարկիչներ, որոնք կարող են ժամանակավորապես առանց վիրահատության հասցնել ուղեղին՝ ազդանշանի լուծաչափն ու ճշգրտությունը բարելավելու համար:
- Դոկտոր Գաուրավ Շարմայի գլխավորած Battelle թիմը նպատակ ունի մշակել նվազագույն ինվազիվ համակարգ, որը ներառում է արտաքին հաղորդիչ և էլեկտրամագնիսական նանոփոխարկիչներ, որոնք ոչ վիրահատական ճանապարհով փոխանցվում են հետաքրքրող նեյրոններին: Նանոփոխարկիչները նեյրոններից էլեկտրական ազդանշանները կվերածեն մագնիսական ազդանշանների, որոնք կարող են գրանցվել և մշակվել արտաքին հաղորդիչի կողմից և հակառակը՝ երկկողմանի հաղորդակցությունը հնարավոր դարձնելու համար:
- Քարնեգի Մելլոնի համալսարանի հետազոտողները՝ դոկտոր Պուլքիտ Գրովերի գլխավորությամբ, նպատակ ունեն ստեղծել ամբողջովին ոչ ինվազիվ սարք, որն օգտագործում է ակուստո-օպտիկական մոտեցում՝ ուղեղից և էլեկտրական դաշտերից ազդանշաններ ստանալու համար՝ դրանք հետ ուղարկելու հատուկ նեյրոններին: Թիմը կօգտագործի ուլտրաձայնային ալիքներ՝ ուղեղի ներսում լույս արձակելու համար՝ նյարդային ակտիվությունը հայտնաբերելու համար: Ուղեղին տեղեկատվություն փոխանցելու համար գիտնականները նախատեսում են օգտագործել նեյրոնների ոչ գծային արձագանքը էլեկտրական դաշտերին՝ թիրախային բջիջների տեղային խթանումն ապահովելու համար:
- Ջոնս Հոփկինսի համալսարանի կիրառական ֆիզիկայի լաբորատորիայի թիմը, որը ղեկավարում է դոկտոր Դեյվիդ Բլաջեթը, մշակում է ոչ ինվազիվ, համահունչ օպտիկական համակարգ՝ ուղեղից տեղեկատվություն կարդալու համար: Համակարգը կչափի նյարդային հյուսվածքի օպտիկական ազդանշանի երկարության փոփոխությունները, որոնք ուղղակիորեն կապված են նյարդային ակտիվության հետ:
- PARC-ի թիմը՝ բժիշկ Կրիշնան Թյագարաջանի գլխավորությամբ, նպատակ ունի մշակել ոչ ինվազիվ ակուստիկա-մագնիսական սարք՝ ուղեղին տեղեկատվություն փոխանցելու համար: Նրանց մոտեցումը համատեղում է ուլտրաձայնային ալիքները մագնիսական դաշտերի հետ՝ նեյրոմոդուլյացիայի համար տեղայնացված էլեկտրական հոսանքներ առաջացնելու համար: Հիբրիդային մոտեցումը թույլ է տալիս մոդուլյացիա կատարել ուղեղի ավելի խորը հատվածներում:
- Ռայսի համալսարանի թիմը՝ դոկտոր Ջեյքոբ Ռոբինսոնի գլխավորությամբ, ձգտում է զարգացնել նվազագույն ինվազիվ, երկկողմանի նյարդային ինտերֆեյս: Ուղեղից տեղեկատվություն ստանալու համար ցրված օպտիկական տոմոգրաֆիան կօգտագործվի նյարդային ակտիվությունը որոշելու համար՝ չափելով լույսի ցրումը նեյրոնային հյուսվածքում, և ազդանշաններ ուղեղին փոխանցելու համար թիմը նախատեսում է օգտագործել մագնիսական գենետիկ մոտեցում՝ նեյրոնները մագնիսականի նկատմամբ զգայուն դարձնելու համար։ դաշտերը.
- Teledyne-ի թիմը՝ դոկտոր Պատրիկ Քոնոլլիի գլխավորությամբ, նպատակ ունի ստեղծել ամբողջովին ոչ ինվազիվ ինտեգրված սարք, որն օգտագործում է օպտիկական պոմպային մագնիսաչափեր՝ հայտնաբերելու փոքր, տեղայնացված մագնիսական դաշտերը, որոնք փոխկապակցված են նյարդային ակտիվության հետ, և օգտագործում է կենտրոնացված ուլտրաձայնը՝ տեղեկատվություն փոխանցելու համար:
Ծրագրի ողջ ընթացքում հետազոտողները կհիմնվեն անկախ իրավական և էթիկայի փորձագետների տրամադրած տեղեկատվության վրա, ովքեր համաձայնել են մասնակցել N3-ին և ուսումնասիրել նոր տեխնոլոգիաների հնարավոր կիրառությունները զինվորականների և քաղաքացիական բնակչության համար: Բացի այդ, դաշնային կարգավորիչները նաև աշխատում են DARPA-ի հետ՝ օգնելու գիտնականներին ավելի լավ հասկանալ, թե երբ և ինչ պայմաններում իրենց սարքերը կարող են փորձարկվել մարդկանց վրա:
«Եթե N3 ծրագիրը հաջողվի, մենք կունենանք կրելի նեյրոնային ինտերֆեյսի համակարգեր, որոնք կարող են միանալ ուղեղին ընդամենը մի քանի միլիմետր հեռավորությունից՝ դուրս բերելով նյարդատեխնոլոգիան կլինիկայից և դարձնելով այն ավելի մատչելի ազգային անվտանգության նպատակներով գործնական օգտագործման համար», - ասում է Էմոնդին: «Ինչպես զինվորականներն ունեն պաշտպանական և մարտավարական հանդերձանք, ապագայում նրանք կկարողանան նեյրոնային ինտերֆեյսով ականջակալ դնել և օգտագործել տեխնոլոգիան իրենց անհրաժեշտ նպատակների համար, այնուհետև պարզապես մի կողմ դնել սարքը, երբ առաքելությունն ավարտվի: »
Source: 3dnews.ru