Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych w Obronie (DARPA) ogłosiła uruchomienie programu Nonsurgical Neurotechnology nowej generacji (N3), którego celem jest opracowanie nieinwazyjnych metod kontrolowania różnych systemów myślowych. W jego ramach wybrano sześć zespołów z różnych uniwersytetów w celu opracowania dwukierunkowych interfejsów mózg-maszyna do użytku przez wykwalifikowany personel. Te interfejsy pozwolą „sterować aktywnymi systemami cyberobrony, rojem bezzałogowych dronów czy komunikować się z systemem komputerowym”. DARPA chce uzyskać odpowiedni system kontroli w ciągu najbliższych czterech lat.
Według Al Emondi, szefa działu biotechnologii DARPA i kuratora programu N3, na świecie istnieje już wiele nieinwazyjnych neurotechnologii, ale nie ma rozwiązań wymaganych do tworzenia wysokowydajnych urządzeń do noszenia na ciele do zadań związanych z bezpieczeństwem narodowym.
W szczególności mówimy o rozwoju technologii, które pozwolą w ciągu zaledwie 50 milisekund na odczyt i zapis nowych informacji w komórkach mózgowych w obu kierunkach i interakcję z co najmniej 16 różnymi punktami w mózgu z rozdzielczością 1 milimetra sześciennego (ta przestrzeń obejmuje tysiące neuronów).
Jak zauważono w komunikacie prasowym opublikowanym przez agencję na jej oficjalnej stronie internetowej, Battel Memorial Institute, Johns Hopkins University, PARC, Rice University, a także naukowcy z Carnegie Mellon University biorą udział w programie mającym na celu opracowanie nieinwazyjnych metod kontrolowania różnych systemów siłą myśli.
Według Al Emondi czteroletni program będzie miał trzy fazy rozwoju. W obecnej pierwszej fazie zespoły będą miały rok na zademonstrowanie umiejętności zapisywania i odczytywania informacji z komórek mózgowych. Zespoły, którym uda się rozwiązać ten problem, przejdą do kolejnego etapu programu. W jego ramach będą musieli w ciągu 18 miesięcy opracować i przetestować prototypy urządzeń z wykorzystaniem zwierząt laboratoryjnych. Zespoły, które sprostają temu wyzwaniu, będą mogły przejść do trzeciej fazy rozwoju - testowania swoich urządzeń z ludzkimi ochotnikami.
W komunikacie prasowym stwierdzono również, że każdy zespół podjął inne podejście do opracowania pożądanego systemu. Zatem Battel Memorial Institute ma do czynienia z systemem o minimalnym poziomie inwazyjnej interwencji. Składa się z zewnętrznego nadajnika-odbiornika z elektromagnetycznymi nanoprzetwornikami, które komunikują się z określonymi neuronami. Nanoprzetworniki zamieniają sygnały elektryczne neuronów na sygnały magnetyczne, które będą odbierane i analizowane przez transceiver. Ten sam proces będzie przebiegał w przeciwnym kierunku.
Z kolei Johns Hopkins University zajmuje się całkowicie nieinwazyjnym, spójnym systemem optycznym. Monitoruje zmiany długości ścieżki optycznej w tkance nerwowej, które będą korelować z aktywnością neuronów.
Film promocyjny:
Projekt PARC łączy fale ultradźwiękowe i pola magnetyczne, aby generować zlokalizowane prądy elektryczne do neuromodulacji.
Rice University stara się stworzyć minimalnie inwazyjny system do określania aktywności neuronalnej za pomocą dyfuzyjnej tomografii optycznej. Aby przesłać sygnał w przeciwnym kierunku, czyli do mózgu, zespół zastosuje podejście magnetyczno-genetyczne.
Naukowcy z Carnegie Mellon University preferują urządzenie, które wykorzystuje podejście akustooptyczne do wydobywania informacji z mózgu i pól elektrycznych w celu zaprogramowania określonych neuronów.
Nikolay Khizhnyak