A Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA) financiará seis organizações no âmbito do programa Neurotecnologia Não Cirúrgica de Próxima Geração (N3), anunciado pela primeira vez em março de 2018. Do ano. O programa envolverá o Battelle Memorial Institute, a Carnegie Mellon University, o Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, o Palo Alto Research Center (PARC), a Rice University e a Teledyne Scientific, que possuem suas próprias equipes de cientistas e pesquisadores no desenvolvimento de cérebros bidirecionais. interfaces de computador. A DARPA espera que estas tecnologias permitam, no futuro, que militares qualificados controlem diretamente sistemas ativos de defesa cibernética e enxames de veículos aéreos não tripulados, bem como os utilizem para trabalhar em conjunto com sistemas informáticos em missões complexas e multi-missões.
“A DARPA está se preparando para um futuro em que a combinação de sistemas não tripulados, inteligência artificial e operações cibernéticas pode levar a situações que exigem uma tomada de decisão muito rápida para ser tratada de forma eficaz sem a ajuda da tecnologia moderna”, disse o Dr. gerente N3. “Ao criar uma interface cérebro-máquina acessível que não requer cirurgia para ser usada, a DARPA pode fornecer ao Exército uma ferramenta que permite aos comandantes de missão se envolverem de forma significativa em operações dinâmicas que ocorrem em velocidades extremas.”
Nos últimos 18 anos, a DARPA tem demonstrado regularmente neurotecnologias cada vez mais sofisticadas que dependem de eletrodos implantados cirurgicamente para interagir com o sistema nervoso central ou periférico. Por exemplo, a Agência demonstrou tecnologias como o controlo mental de membros protéticos e a restauração do sentido do tato para os seus utilizadores, tecnologia para aliviar doenças neuropsiquiátricas intratáveis, como a depressão, e um método para melhorar e restaurar a memória. Devido aos riscos inerentes à cirurgia cerebral, estas tecnologias tiveram até agora uso limitado em voluntários com necessidade clínica delas.
Para que o Exército se beneficie das neurotecnologias, são necessárias opções não cirúrgicas para seu uso, pois está claro que, no momento, intervenções cirúrgicas em massa entre comandantes militares não parecem uma boa ideia. As tecnologias militares também podem trazer grandes benefícios para as pessoas comuns. Ao eliminar a necessidade de cirurgia, os projetos N3 expandem o conjunto de pacientes potenciais que poderiam ter acesso a tratamentos como a estimulação cerebral profunda para tratar doenças neurológicas.
Os participantes do programa N3 usam uma variedade de abordagens em suas pesquisas para obter informações do cérebro e transmiti-las de volta. Alguns projetos utilizam óptica, outros acústica e eletromagnetismo. Algumas equipes estão desenvolvendo interfaces completamente não invasivas que residem inteiramente fora do corpo humano, enquanto outras equipes estão explorando tecnologias minimamente invasivas usando nanotransdutores que podem ser entregues temporariamente de forma não cirúrgica ao cérebro para melhorar a resolução e a precisão do sinal.
- Uma equipe Battelle liderada pelo Dr. Gaurav Sharma tem como objetivo desenvolver um sistema minimamente invasivo que inclua um transceptor externo e nanotransdutores eletromagnéticos que são entregues de forma não cirúrgica aos neurônios de interesse. Os nanotransdutores converterão sinais elétricos dos neurônios em sinais magnéticos que podem ser gravados e processados por um transceptor externo e vice-versa, para permitir a comunicação bidirecional.
- Pesquisadores da Carnegie Mellon University, liderados pelo Dr. Pulkit Grover, têm como objetivo desenvolver um dispositivo completamente não invasivo que use uma abordagem acústico-óptica para receber sinais do cérebro e campos elétricos para enviá-los de volta a neurônios específicos. A equipe usará ondas de ultrassom para iluminar o cérebro e detectar atividade neural. Para transmitir informações ao cérebro, os cientistas planejam usar a resposta não linear dos neurônios aos campos elétricos para fornecer estimulação local das células-alvo.
- Uma equipe do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, liderada pelo Dr. David Blodgett, está desenvolvendo um sistema óptico coerente e não invasivo para ler informações do cérebro. O sistema medirá mudanças no comprimento do sinal óptico no tecido neural que se correlacionam diretamente com a atividade neural.
- A equipe PARC, liderada pelo Dr. Krishnan Thyagarajan, pretende desenvolver um dispositivo acústico-magnético não invasivo para transmitir informações ao cérebro. Sua abordagem combina ondas de ultrassom com campos magnéticos para gerar correntes elétricas localizadas para neuromodulação. A abordagem híbrida permite a modulação em áreas mais profundas do cérebro.
- Uma equipe da Rice University liderada pelo Dr. Jacob Robinson está buscando desenvolver uma interface neural bidirecional minimamente invasiva. Para obter informações do cérebro, a tomografia óptica difusa será usada para determinar a atividade neural medindo a dispersão da luz no tecido neural, e para transmitir sinais ao cérebro, a equipe planeja usar uma abordagem genética magnética para tornar os neurônios sensíveis ao magnético Campos.
- A equipe da Teledyne, liderada pelo Dr. Patrick Connolly, pretende desenvolver um dispositivo integrado completamente não invasivo que usa magnetômetros bombeados opticamente para detectar pequenos campos magnéticos localizados que se correlacionam com a atividade neural e usa ultrassom focado para transmitir informações.
Ao longo do programa, os investigadores contarão com informações fornecidas por especialistas jurídicos e éticos independentes que concordaram em participar no N3 e explorar as aplicações potenciais de novas tecnologias às populações militares e civis. Além disso, os reguladores federais também estão a trabalhar com a DARPA para ajudar os cientistas a compreender melhor quando e em que condições os seus dispositivos podem ser testados em humanos.
“Se o programa N3 for bem-sucedido, teremos sistemas de interface neural vestíveis que podem se conectar ao cérebro a apenas alguns milímetros de distância, levando a neurotecnologia para além da clínica e tornando-a mais acessível para uso prático para fins de segurança nacional”, diz Emondi. “Assim como os militares usam equipamentos de proteção e táticos, no futuro eles poderão colocar um fone de ouvido com interface neural e usar a tecnologia para os fins que precisam, e então simplesmente deixar o dispositivo de lado quando a missão for concluída. ”
Fonte: 3dnews.ru