Cơ quan Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến (DARPA) sẽ tài trợ cho sáu tổ chức thuộc chương trình Công nghệ thần kinh không phẫu thuật thế hệ tiếp theo (N3), được công bố lần đầu tiên vào tháng 2018 năm XNUMX. Chương trình sẽ có sự tham gia của Viện Battelle Memorial, Đại học Carnegie Mellon, Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins, Trung tâm Nghiên cứu Palo Alto (PARC), Đại học Rice và Teledyne Scientific, nơi có đội ngũ các nhà khoa học và nhà nghiên cứu riêng trong việc phát triển não hai chiều- các giao diện máy tính. DARPA hy vọng những công nghệ này trong tương lai sẽ cho phép quân nhân lành nghề kiểm soát trực tiếp các hệ thống phòng thủ mạng đang hoạt động và các nhóm máy bay không người lái, cũng như sử dụng chúng để làm việc cùng với các hệ thống máy tính trong các nhiệm vụ phức tạp, đa nhiệm.
Tiến sĩ Al Emondi, chương trình cho biết: “DARPA đang chuẩn bị cho một tương lai trong đó sự kết hợp giữa các hệ thống không người lái, trí tuệ nhân tạo và hoạt động mạng có thể dẫn đến những tình huống đòi hỏi phải ra quyết định quá nhanh để giải quyết hiệu quả nếu không có sự trợ giúp của công nghệ hiện đại”. quản lý N3. “Bằng cách tạo ra giao diện não-máy có thể truy cập mà không cần phẫu thuật để sử dụng, DARPA có thể cung cấp cho Quân đội một công cụ cho phép người chỉ huy sứ mệnh tham gia một cách có ý nghĩa vào các hoạt động năng động diễn ra ở tốc độ chóng mặt.”
Trong 18 năm qua, DARPA đã thường xuyên trình diễn các công nghệ thần kinh ngày càng phức tạp dựa vào các điện cực được cấy ghép bằng phẫu thuật để tương tác với hệ thần kinh trung ương hoặc ngoại biên. Ví dụ, Cơ quan đã trình diễn các công nghệ như kiểm soát tinh thần của chân tay giả và phục hồi cảm giác chạm cho người dùng, công nghệ giúp giảm bớt các bệnh tâm thần kinh khó chữa như trầm cảm và phương pháp cải thiện và phục hồi trí nhớ. Do những rủi ro cố hữu của phẫu thuật não, những công nghệ này cho đến nay vẫn còn hạn chế được sử dụng ở những tình nguyện viên có nhu cầu lâm sàng.
Để Quân đội được hưởng lợi từ công nghệ thần kinh, cần có các phương án không phẫu thuật để sử dụng nó, vì rõ ràng là vào thời điểm hiện tại, các biện pháp can thiệp phẫu thuật hàng loạt giữa các chỉ huy quân sự có vẻ không phải là một ý tưởng hay. Công nghệ quân sự cũng có thể mang lại lợi ích to lớn cho người dân bình thường. Bằng cách loại bỏ nhu cầu phẫu thuật, các dự án N3 sẽ mở rộng nhóm bệnh nhân tiềm năng có thể tiếp cận các phương pháp điều trị như kích thích não sâu để điều trị các bệnh về thần kinh.
Những người tham gia chương trình N3 sử dụng nhiều phương pháp khác nhau trong nghiên cứu của họ để lấy thông tin từ não và truyền lại. Một số dự án sử dụng quang học, số khác sử dụng âm học và điện từ. Một số nhóm đang phát triển các giao diện hoàn toàn không xâm lấn nằm hoàn toàn bên ngoài cơ thể con người, trong khi các nhóm khác đang khám phá các công nghệ xâm lấn tối thiểu bằng cách sử dụng đầu dò nano có thể được đưa tạm thời đến não mà không cần phẫu thuật để cải thiện độ phân giải và độ chính xác của tín hiệu.
- Một nhóm Battelle do Tiến sĩ Gaurav Sharma dẫn đầu đang hướng tới phát triển một hệ thống xâm lấn tối thiểu bao gồm một bộ thu phát bên ngoài và các bộ chuyển đổi nano điện từ được truyền đến các tế bào thần kinh quan tâm mà không cần phẫu thuật. Bộ chuyển đổi nano sẽ chuyển đổi tín hiệu điện từ tế bào thần kinh thành tín hiệu từ tính có thể được ghi lại và xử lý bởi bộ thu phát bên ngoài và ngược lại để cho phép giao tiếp hai chiều.
- Các nhà nghiên cứu của Đại học Carnegie Mellon, do Tiến sĩ Pulkit Grover đứng đầu, đang hướng tới phát triển một thiết bị hoàn toàn không xâm lấn, sử dụng phương pháp quang âm để nhận tín hiệu từ não và điện trường để gửi chúng trở lại các tế bào thần kinh cụ thể. Nhóm nghiên cứu sẽ sử dụng sóng siêu âm chiếu ánh sáng vào bên trong não để phát hiện hoạt động thần kinh. Để truyền thông tin đến não, các nhà khoa học có kế hoạch sử dụng phản ứng phi tuyến của tế bào thần kinh với điện trường để cung cấp sự kích thích cục bộ cho các tế bào đích.
- Một nhóm tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins, do Tiến sĩ David Blodgett đứng đầu, đang phát triển một hệ thống quang học mạch lạc, không xâm lấn để đọc thông tin từ não. Hệ thống sẽ đo lường những thay đổi về độ dài tín hiệu quang trong mô thần kinh có liên quan trực tiếp đến hoạt động thần kinh.
- Nhóm PARC, do Tiến sĩ Krishnan Thyagarajan đứng đầu, nhằm mục đích phát triển một thiết bị từ tính âm thanh không xâm lấn để truyền thông tin đến não. Cách tiếp cận của họ kết hợp sóng siêu âm với từ trường để tạo ra dòng điện cục bộ để điều hòa thần kinh. Phương pháp lai cho phép điều chỉnh ở các vùng sâu hơn của não.
- Một nhóm của Đại học Rice do Tiến sĩ Jacob Robinson dẫn đầu đang tìm cách phát triển một giao diện thần kinh hai chiều, xâm lấn tối thiểu. Để thu được thông tin từ não, phương pháp chụp cắt lớp quang học khuếch tán sẽ được sử dụng để xác định hoạt động thần kinh bằng cách đo sự tán xạ ánh sáng trong mô thần kinh và truyền tín hiệu đến não, nhóm dự định sử dụng phương pháp di truyền từ tính để làm cho tế bào thần kinh nhạy cảm với từ tính. lĩnh vực.
- Nhóm Teledyne, do Tiến sĩ Patrick Connolly dẫn đầu, đặt mục tiêu phát triển một thiết bị tích hợp hoàn toàn không xâm lấn, sử dụng từ kế được bơm quang học để phát hiện từ trường nhỏ, cục bộ tương quan với hoạt động thần kinh và sử dụng siêu âm tập trung để truyền thông tin.
Trong suốt chương trình, các nhà nghiên cứu sẽ dựa vào thông tin được cung cấp bởi các chuyên gia pháp lý và đạo đức độc lập, những người đã đồng ý tham gia N3 và khám phá những ứng dụng tiềm năng của công nghệ mới cho quân đội và dân sự. Ngoài ra, các cơ quan quản lý liên bang cũng đang hợp tác với DARPA để giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về thời điểm và điều kiện mà thiết bị của họ có thể được thử nghiệm trên người.
Emondi cho biết: “Nếu chương trình N3 thành công, chúng tôi sẽ có hệ thống giao diện thần kinh có thể đeo được, có thể kết nối với não từ khoảng cách chỉ vài mm, đưa công nghệ thần kinh vượt ra ngoài phạm vi phòng khám và khiến nó dễ tiếp cận hơn để sử dụng thực tế cho mục đích an ninh quốc gia”. “Giống như quân nhân mặc đồ bảo hộ và chiến thuật, trong tương lai họ sẽ có thể đeo tai nghe có giao diện thần kinh và sử dụng công nghệ cho các mục đích họ cần, sau đó chỉ cần đặt thiết bị sang một bên khi nhiệm vụ hoàn thành. ”
Nguồn: 3dnews.ru