Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) kommer att finansiera sex organisationer under programmet Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology (N3), som först tillkännagavs i mars 2018. Programmet kommer att involvera Battelle Memorial Institute, Carnegie Mellon University, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Palo Alto Research Center (PARC), Rice University och Teledyne Scientific, som har sina egna team av forskare och forskare inom utvecklingen av dubbelriktad hjärna. datorgränssnitt. DARPA förväntar sig att dessa tekniker i framtiden kommer att tillåta skicklig militär personal att direkt kontrollera aktiva cyberförsvarssystem och svärmar av obemannade flygfarkoster, samt använda dem för att arbeta tillsammans med datorsystem på komplexa uppdrag med flera uppdrag.
"DARPA förbereder sig för en framtid där kombinationen av obemannade system, artificiell intelligens och cyberoperationer kan leda till situationer som kräver beslutsfattande för snabbt för att effektivt hantera utan hjälp av modern teknik", säger Dr Al Emondi, program. chef N3. "Genom att skapa ett tillgängligt gränssnitt mellan hjärna och maskin som inte kräver kirurgi för att använda, kan DARPA förse armén med ett verktyg som gör det möjligt för uppdragsbefälhavare att på ett meningsfullt sätt engagera sig i dynamiska operationer som sker vid varphastigheter."
Under de senaste 18 åren har DARPA regelbundet visat allt mer sofistikerad neuroteknik som är beroende av kirurgiskt implanterade elektroder för att interagera med det centrala eller perifera nervsystemet. Till exempel visade byrån tekniker som mental kontroll av proteser och återställande av känselförnimmelsen för deras användare, teknik för att lindra svårlösta neuropsykiatriska sjukdomar som depression och en metod för att förbättra och återställa minnet. På grund av de inneboende riskerna med hjärnkirurgi har dessa teknologier hittills haft begränsad användning hos frivilliga med ett kliniskt behov av dem.
För att armén ska kunna dra nytta av neuroteknologier behövs icke-kirurgiska alternativ för dess användning, eftersom det är uppenbart att masskirurgiska ingrepp bland militära befälhavare för närvarande inte ser ut som en bra idé. Militär teknologi kan också ge stora fördelar för vanliga människor. Genom att eliminera behovet av operation utökar N3-projekt poolen av potentiella patienter som kan få tillgång till behandlingar som djup hjärnstimulering för att behandla neurologiska sjukdomar.
Deltagarna i N3-programmet använder en mängd olika metoder i sin forskning för att få information från hjärnan och överföra den tillbaka. Vissa projekt använder optik, andra akustik och elektromagnetism. Vissa team utvecklar helt icke-invasiva gränssnitt som ligger helt utanför människokroppen, medan andra team utforskar minimalt invasiva tekniker som använder nanotransduktorer som tillfälligt kan levereras icke-kirurgiskt till hjärnan för att förbättra signalupplösningen och noggrannheten.
- Ett Battelle-team under ledning av Dr. Gaurav Sharma siktar på att utveckla ett minimalt invasivt system som inkluderar en extern transceiver och elektromagnetiska nanotransduktorer som icke-kirurgiskt levereras till neuroner av intresse. Nanotransduktorer kommer att omvandla elektriska signaler från neuroner till magnetiska signaler som kan spelas in och bearbetas av en extern transceiver, och vice versa, för att möjliggöra dubbelriktad kommunikation.
- Forskare vid Carnegie Mellon University, ledda av Dr. Pulkit Grover, siktar på att utveckla en helt icke-invasiv enhet som använder en akusto-optisk metod för att ta emot signaler från hjärnan och elektriska fält för att skicka tillbaka dem till specifika neuroner. Teamet kommer att använda ultraljudsvågor för att lysa inuti hjärnan för att upptäcka neural aktivitet. För att överföra information till hjärnan planerar forskare att använda neuronernas olinjära svar på elektriska fält för att ge lokal stimulering av målceller.
- Ett team vid Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, ledd av Dr. David Blodgett, utvecklar ett icke-invasivt, sammanhängande optiskt system för att läsa information från hjärnan. Systemet kommer att mäta förändringar i optisk signallängd i neural vävnad som direkt korrelerar med neural aktivitet.
- PARC-teamet, ledd av Dr. Krishnan Thyagarajan, syftar till att utveckla en icke-invasiv akustisk-magnetisk enhet för att överföra information till hjärnan. Deras tillvägagångssätt kombinerar ultraljudsvågor med magnetfält för att generera lokala elektriska strömmar för neuromodulering. Hybridmetoden möjliggör modulering i djupare områden av hjärnan.
- Ett team från Rice University under ledning av Dr. Jacob Robinson försöker utveckla ett minimalt invasivt, dubbelriktat neuralt gränssnitt. För att få information från hjärnan kommer diffus optisk tomografi att användas för att bestämma neural aktivitet genom att mäta spridningen av ljus i neural vävnad, och för att överföra signaler till hjärnan planerar teamet att använda en magnetisk genetisk metod för att göra neuroner känsliga för magnetiska fält.
- Teledyne-teamet, som leds av Dr Patrick Connolly, syftar till att utveckla en helt icke-invasiv integrerad enhet som använder optiskt pumpade magnetometrar för att detektera små, lokaliserade magnetfält som korrelerar med neural aktivitet, och som använder fokuserat ultraljud för att överföra information.
Under hela programmet kommer forskarna att förlita sig på information från oberoende juridiska och etiska experter som har gått med på att delta i N3 och utforska potentiella tillämpningar av ny teknik för militära och civila befolkningar. Dessutom arbetar federala tillsynsmyndigheter också med DARPA för att hjälpa forskare att bättre förstå när och under vilka förhållanden deras enheter kan testas på människor.
"Om N3-programmet blir framgångsrikt kommer vi att ha bärbara neurala gränssnittssystem som kan ansluta till hjärnan på bara några millimeters avstånd, vilket tar neuroteknik bortom kliniken och gör den mer tillgänglig för praktisk användning för nationella säkerhetsändamål", säger Emondi. "Precis som militär personal tar på sig skyddsutrustning och taktisk utrustning kommer de i framtiden att kunna sätta på sig ett headset med ett neuralt gränssnitt och använda tekniken för de ändamål de behöver, och sedan helt enkelt lägga enheten åt sidan när uppdraget är klart. ”
Källa: 3dnews.ru