Administrația Proiectelor de Cercetare Avansată a Apărării din SUA (în engleză Defense Advanced Research Projects Agency — DARPA) va finanța șase organizații în cadrul programului Tehnologiei Netradiționale pentru Neurologie de Generație Viitoare (pe scurt „N3” și tradus „Următoarea Generație de Neurotehnologii Netradiționale”), anunțat pentru prima dată în martie 2018. La program vor participa Institutul Memorial Battelle, Universitatea Carnegie Mellon, Laboratorul de Fizică Aplicată al Universității Johns Hopkins, Centrul de Cercetare Palo Alto (PARC), Universitatea Rice și compania Teledyne Scientific, care dispun de echipe proprii de savanți și cercetători în dezvoltarea interfețelor bidirecționale între creier și computer. DARPA se așteaptă ca aceste tehnologii să permită în viitor militarilor calificați să gestioneze direct sistemele active de apărare cibernetică și roiurile de drone, precum și să le utilizeze pentru colaborarea cu sistemele informatice în derularea misiunilor complexe cu multe sarcini.
„DARPA se pregătește pentru viitor, în care combinația sistemelor autonome, inteligenței artificiale și operațiunilor cibernetice poate duce la situații care necesită o viteză de reacție prea rapidă pentru a fi gestionate eficient fără ajutorul tehnologiilor moderne”, a declarat doctorul Al Emondi, managerul programului N3. „Prin crearea unei interfețe accesibile creier-mașină, care nu necesită intervenție chirurgicală pentru a fi utilizată, DARPA va putea oferi armatei un instrument prin care comandanții misiunilor să participe într-un mod semnificativ la operațiuni dinamice care se desfășoară la viteze foarte rapide.”
În ultimii 18 ani, DARPA a demonstrat în mod constant tehnologii neuro avansate, care se bazau pe electrozi implantați chirurgical pentru a interacționa cu sistemul nervos central sau periferic. De exemplu, agenția a demonstrat tehnologii precum controlul mental al membrelor protetice și restabilirea senzației tactile pentru utilizatorii lor, o tehnologie pentru ameliorarea bolilor psihoneurologice greu de tratat, cum ar fi depresia, precum și o metodă pentru îmbunătățirea și restaurarea memoriei. Din cauza riscurilor inerente implicate în intervențiile chirurgicale asupra creierului, aceste tehnologii au fost utilizate în continuare limitat pentru voluntarii care aveau nevoie clinic de ele.
Pentru ca armata să poată beneficia de tehnologiile neuro, sunt necesare opțiuni non-chirurgicale de aplicare, deoarece, evident, intervențiile chirurgicale de amploare în rândul comenzii militare nu sunt o idee foarte bună. De asemenea, tehnologiile militare pot aduce beneficii semnificative și persoanelor obișnuite. Eliminând necesitatea unei intervenții chirurgicale, proiectele N3 extind cercul pacienților potențiali care ar putea avea acces la metode de tratament precum stimularea profundă a creierului pentru tratarea bolilor neurologice.
Participanții programului N3 utilizează abordări diverse în cercetările lor pentru a obține informații din creier și a le returna. Unele proiecte folosesc optica, altele acustica și electromagnetismul. Anumite echipe dezvoltă interfețe complet neinvazive, care sunt complet în afara corpului uman, iar alte echipe cercetează tehnologii ușor invazive folosind nanotransductoare, care pot fi livrate temporar non-chirurgical în creier pentru a îmbunătăți rezoluția și precizia semnalului.
- Echipa de la Institutul Battelle, condusă de dr. Gaurav Sharma, își propune să dezvolte un sistem minimally invaziv, care include un transceiver extern și nanotransducători electromagnetici, care sunt livrați nechirurgical neuronilor de interes. Nanotransducătorii vor transforma semnalele electrice de la neuroni în semnale magnetice care pot fi înregistrate și procesate de un transceiver extern și invers, pentru a asigura comunicarea bidirecțională.
- Cercetătorii de la Universitatea Carnegie Mellon, conduși de dr. Pulkit Grover, își propun să dezvolte un dispozitiv complet neinvaziv care utilizează o abordare acusto-optică pentru a obține semnale din creier și câmpuri electrice pentru a le trimite înapoi la neuroni specifici. Echipa va folosi unde ultrasonice pentru a dirija lumina în interiorul creierului pentru a detecta activitatea neuronală. Pentru a transmite informații în creier, cercetătorii intenționează să folosească răspunsul neliniar al neuronilor la câmpurile electrice pentru a oferi stimulare localizată celulelor țintă.
- Echipa de la Laboratorul de Fizică Aplicată al Universității Johns Hopkins, condusă de dr. David Blodgett, dezvoltă un sistem optic coerent neinvaziv pentru citirea informațiilor din creier. Sistemul va măsura schimbările lungimii semnalului optic în țesutul nervos, care corelează direct cu activitatea neuronală.
- Echipa PARC, condusă de dr. Krishnan Thyagarajan, își propune să dezvolte un dispozitiv acusto-magnetic neinvaziv pentru transmiterea informațiilor în creier. Abordarea lor combină undele ultrasonice cu câmpuri magnetice pentru a genera curenți electrici localizați pentru neuromodulație. Abordarea hibridă permite modularea în zone mai adânci ale creierului.
- Echipa de la Universitatea Rice, condusă de dr. Jacob Robinson, își propune să dezvolte un neurointerfeței bidirecționale minim invaziv. Informațiile din creier vor fi obținute prin tomografie optică difuzivă pentru a determina activitatea neuronală, prin măsurarea dispersiei luminii în țesutul nervos, iar pentru transmiterea semnalelor în creier, echipa intenționează să aplice o abordare magnetogenetică pentru a face neuronii sensibili la câmpurile magnetice.
- Echipa Teledyne, condusă de dr. Patrick Connolly, își propune să dezvolte un dispozitiv integrat complet neinvaziv, care utilizează magnetometre cu pompare optică, pentru a detecta câmpuri magnetice localizate mici, care corelează cu activitatea neuronală, iar pentru transmiterea informațiilor va utiliza ultrasunete focalizate.
Pe parcursul întregii program, cercetătorii se vor baza pe informațiile furnizate de experți independenți în probleme legale și etice, care au acceptat să participe la N3 și să studieze posibilitățile potențiale de aplicare a noilor tehnologii în rândul militarilor și populației civile. În plus, autoritățile federale de reglementare colaborează, de asemenea, cu DARPA pentru a ajuta științificii să înțeleagă mai bine când și în ce condiții dispozitivele lor vor putea fi testate pe oameni.
„Dacă programul N3 va avea succes, vom obține sisteme portabile de interfețe neuronale care vor putea stabili o conexiune cu creierul de la o distanță de doar câțiva milimetri, transferând neurotehnologiile dincolo de clinică și făcându-le mai accesibile pentru utilizare practică în scopuri de securitate națională”, explică Emondi. „La fel cum soldații îmbracă echipamente de protecție și tactice, în viitor, ei vor putea purta o cască cu interfață neuronală și vor folosi tehnologia în scopurile necesare, apoi pur și simplu vor lăsa dispozitivul deoparte după finalizarea misiunii”.
Sursa: 3dnews.ru
