Agencija za obrambne napredne raziskovalne projekte (DARPA) bo financirala šest organizacij v okviru programa nekirurške nevrotehnologije naslednje generacije (N3), ki je bil prvič objavljen marca 2018. leta. Program bo vključeval Battelle Memorial Institute, Univerzo Carnegie Mellon, Laboratorij za uporabno fiziko Univerze Johns Hopkins, Raziskovalni center Palo Alto (PARC), Univerzo Rice in Teledyne Scientific, ki imajo svoje ekipe znanstvenikov in raziskovalcev pri razvoju dvosmernih možganskih računalniški vmesniki. DARPA pričakuje, da bodo te tehnologije v prihodnosti usposobljenemu vojaškemu osebju omogočile neposreden nadzor aktivnih kibernetskih obrambnih sistemov in rojev brezpilotnih zračnih plovil ter jih uporabile za sodelovanje z računalniškimi sistemi na zapletenih misijah z več nalogami.
"DARPA se pripravlja na prihodnost, v kateri lahko kombinacija sistemov brez posadke, umetne inteligence in kibernetskih operacij privede do situacij, ki zahtevajo prehitro odločanje, da bi se z njimi lahko učinkovito spopadli brez pomoči sodobne tehnologije," je dejal dr. Al Emondi, program vodja N3. "Z ustvarjanjem dostopnega vmesnika možgani-stroj, ki ne zahteva kirurškega posega, lahko DARPA vojski zagotovi orodje, ki omogoča poveljnikom misij, da se smiselno vključijo v dinamične operacije, ki se odvijajo pri hitrostih warp."
V zadnjih 18 letih je DARPA redno demonstrirala vse bolj sofisticirane nevrotehnologije, ki se opirajo na kirurško vsajene elektrode za interakcijo s centralnim ali perifernim živčnim sistemom. Agencija je na primer prikazala tehnologije, kot je mentalni nadzor proteznih okončin in ponovna vzpostavitev občutka za dotik za njihove uporabnike, tehnologijo za lajšanje nerešljivih nevropsihiatričnih bolezni, kot je depresija, ter metodo za izboljšanje in obnovitev spomina. Zaradi inherentnega tveganja možganske operacije so bile te tehnologije doslej le omejeno uporabljene pri prostovoljcih s klinično potrebo po njih.
Da bi imela vojska koristi od nevrotehnologij, so potrebne nekirurške možnosti za njihovo uporabo, saj je jasno, da se v tem trenutku množični kirurški posegi med vojaškimi poveljniki ne zdijo dobra ideja. Vojaške tehnologije lahko prinesejo velike koristi tudi običajnim ljudem. Z odpravo potrebe po operaciji projekti N3 širijo krog potencialnih bolnikov, ki bi lahko imeli dostop do zdravljenja, kot je globoka možganska stimulacija za zdravljenje nevroloških bolezni.
Udeleženci programa N3 v svojih raziskavah uporabljajo različne pristope za pridobivanje informacij iz možganov in njihovo posredovanje nazaj. Nekateri projekti uporabljajo optiko, drugi akustiko in elektromagnetizem. Nekatere ekipe razvijajo popolnoma neinvazivne vmesnike, ki se v celoti nahajajo zunaj človeškega telesa, medtem ko druge ekipe raziskujejo minimalno invazivne tehnologije z uporabo nanotransduktorjev, ki jih je mogoče začasno nekirurško dostaviti v možgane za izboljšanje ločljivosti in natančnosti signala.
- Ekipa Battelle, ki jo vodi dr. Gaurav Sharma, želi razviti minimalno invazivni sistem, ki vključuje zunanji oddajnik in elektromagnetne nanotransduktorje, ki se nekirurško dostavijo nevronom, ki nas zanimajo. Nanotransduktorji bodo električne signale iz nevronov pretvorili v magnetne signale, ki jih bo lahko posnel in obdelal zunanji oddajnik-sprejemnik, in obratno, da bodo omogočili dvosmerno komunikacijo.
- Raziskovalci Univerze Carnegie Mellon, ki jih vodi dr. Pulkit Grover, si prizadevajo razviti popolnoma neinvazivno napravo, ki uporablja akustično-optični pristop za sprejemanje signalov iz možganov in električnih polj, da bi jih poslala nazaj v določene nevrone. Ekipa bo uporabila ultrazvočne valove, da bi osvetlila možgane in zaznala nevronsko aktivnost. Za prenos informacij v možgane nameravajo znanstveniki uporabiti nelinearni odziv nevronov na električna polja za lokalno stimulacijo ciljnih celic.
- Ekipa v Laboratoriju za uporabno fiziko Univerze Johns Hopkins, ki jo vodi dr. David Blodgett, razvija neinvaziven, koherenten optični sistem za branje informacij iz možganov. Sistem bo meril spremembe v dolžini optičnega signala v živčnem tkivu, ki je neposredno povezana z nevronsko aktivnostjo.
- Ekipa PARC, ki jo vodi dr. Krishnan Thyagarajan, želi razviti neinvazivno akustično-magnetno napravo za prenos informacij v možgane. Njihov pristop združuje ultrazvočne valove z magnetnimi polji za ustvarjanje lokaliziranih električnih tokov za nevromodulacijo. Hibridni pristop omogoča modulacijo v globljih predelih možganov.
- Ekipa univerze Rice, ki jo vodi dr. Jacob Robinson, želi razviti minimalno invaziven dvosmerni nevronski vmesnik. Za pridobivanje informacij iz možganov se bo uporabljala difuzna optična tomografija za določanje živčne aktivnosti z merjenjem sipanja svetlobe v živčnem tkivu, za prenos signalov v možgane pa ekipa načrtuje uporabo magnetnega genetskega pristopa, s katerim bodo nevroni postali občutljivi na magnetno polja.
- Skupina Teledyne, ki jo vodi dr. Patrick Connolly, želi razviti popolnoma neinvazivno integrirano napravo, ki uporablja magnetometre z optično črpalko za zaznavanje majhnih, lokaliziranih magnetnih polj, ki so v korelaciji z nevronsko aktivnostjo, in uporablja usmerjen ultrazvok za prenos informacij.
V celotnem programu se bodo raziskovalci zanašali na informacije, ki jih bodo zagotovili neodvisni pravni in etični strokovnjaki, ki so se strinjali, da bodo sodelovali v N3 in raziskovali potencialne uporabe novih tehnologij za vojaško in civilno prebivalstvo. Poleg tega zvezni regulatorji sodelujejo tudi z DARPA, da bi znanstvenikom pomagali bolje razumeti, kdaj in pod kakšnimi pogoji je mogoče njihove naprave testirati na ljudeh.
»Če bo program N3 uspešen, bomo imeli nosljive nevronske vmesniške sisteme, ki se lahko povežejo z možgani le nekaj milimetrov stran, s čimer bodo nevrotehnologijo ponesli onkraj klinike in jo naredili bolj dostopno za praktično uporabo v namene nacionalne varnosti,« pravi Emondi. »Tako kot si vojaško osebje nadene zaščitno in taktično opremo, si bodo v prihodnosti lahko nadeli slušalke z nevronskim vmesnikom in uporabljali tehnologijo za namene, ki jih potrebujejo, nato pa napravo preprosto odložili, ko bo misija zaključena. ”
Vir: 3dnews.ru