DARPA: Hordható agy-gép interfészek finanszírozása

A DARPA hat szervezetnek nyújtott támogatást a következő generációs nem sebészeti neurotechnológia (N³) program, először 2018 márciusban jelentették be. A Battelle Emlékintézet, a Carnegie Mellon Egyetem, a Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratóriuma, a Palo Alto Kutatóközpont (PARC), a Rice Egyetem és a Teledyne Scientific vezető multidiszciplináris csapatok nagy felbontású, kétirányú agy-gép interfészek kifejlesztésére, amelyek képesek a fogyatékkal élők számára. szolgáltató tagok. Ezek a hordható interfészek végül lehetővé tehetik a különféle nemzetbiztonsági alkalmazások alkalmazását, például az aktív kibervédelmi rendszerek és a pilóta nélküli légi járművek rajta irányítását, vagy a számítógépes rendszerekkel történő összekapcsolást a bonyolult küldetések során a többfeladatos feladatok elvégzése során.

"A DARPA arra a jövőre készül, amelyben a pilóta nélküli rendszerek, a mesterséges intelligencia és a kiberműveletek kombinációja konfliktusokat idézhet elő olyan időben, hogy az emberek túl rövidek ahhoz, hogy csak a jelenlegi technológiával hatékonyan tudják kezelni őket" - mondta. Al Emondi, az N³ program menedzser. "Egy könnyebben elérhető agy-gép interfész létrehozásával, amely nem igényel műtétet, a DARPA olyan eszközöket szállíthatna, amelyek lehetővé teszik a misszióparancsnokok számára, hogy értelmesen részt vegyenek a gyors sebességgel kibontakozó dinamikus műveletekben."

Az elmúlt 18 években a DARPA egyre kifinomultabb neurotechnológiákat mutatott be, amelyek a műtéten beültetett elektródokra támaszkodnak, hogy kapcsolódjanak a központi vagy perifériás idegrendszerhez. Az ügynökség olyan eredményeket mutatott be, mint a protézis végtagok idegi vezérlése és a a tapintás helyreállítása ezen végtagok felhasználóinak, az egyébként megoldatlan neuropszichiátriai betegségek enyhítése mint például a depresszió, és a memória kialakulásának és visszahívásának javítása. A műtét velejáró kockázata miatt ezeket a technológiákat eddig a klinikai igényű önkéntesek általi alkalmazásra korlátozták.

Annak érdekében, hogy a katonaság elsősorban testképesek legyenek a neurotechnológia előnyei, nem sebészeti interfészekre van szükség. Valójában ugyanakkor a hasonló technológia a klinikai populációk számára is nagy hasznot hozhat. A műtét szükségességének kiküszöbölésével az N3 rendszerek célja a betegek körének bővítése, akik olyan kezelésekhez férhetnek hozzá, mint például a mély agyi stimuláció a neurológiai betegségek kezelésére.

https://www.youtube.com/watch?time_continue=1&v=eL1nG1O7z-c

Azután³ A csapatok számos megközelítést alkalmaznak, amelyek optikát, akusztikát és elektromágneses módszereket használnak az idegi aktivitás rögzítésére és / vagy nagy sebességgel és felbontással az agyba visszatérő jelek küldésére. A kutatás két pályára oszlik. A csapatok vagy akár teljesen nem invazív interfészeket keresnek, amelyek teljesen kívül esnek a testtől, vagy olyan aprólékos invazív interfészrendszereket keresnek, amelyek olyan nanotranszduktorokat tartalmaznak, amelyeket ideiglenesen és nem sebészeti úton továbbíthatnak az agyba a jel felbontásának javítása érdekében.

• A Battelle-csoport, Dr. Gaurav Sharma vezető kutató irányítása alatt, egy olyan invazív interfész-rendszer kifejlesztését célozza, amely egy külső adó-vevőt párosít elektromágneses nanotranszduktorokkal, amelyeket nem sebészeti úton juttatnak el az érdekelt neuronokhoz. A nanotranszduktorok a neuronok elektromos jeleit mágneses jellé alakítják, amelyeket a külső adó-vevő rögzíthet és feldolgozhat, és fordítva, hogy lehetővé tegye a kétirányú kommunikációt.
• A Carnegie Mellon Egyetem csapata, Dr. Pulkit Grover vezető kutató irányítása alatt, egy teljesen nem-invazív eszközt dolgoz ki, amely akusztikai-optikai megközelítést alkalmaz az agy felvételéhez és az interferencia hatására működő elektromos mezőket, hogy specifikus neuronokra írjon. A csapat ultrahanghullámokkal irányítja a fényt az agyba és az agyból, hogy felismerje az idegi aktivitást. A csapat írási megközelítése kihasználja a neuronok nemlineáris elektromos mezőkre adott reakcióját, hogy lehetővé tegyék a meghatározott sejttípusok lokális stimulálását.
• A Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratóriumának csapata, Dr. David Blodgett vezető kutató irányítása alatt, egy teljesen nem invazív, koherens optikai rendszer kifejlesztését célozza az agyból történő felvételhez. A rendszer közvetlenül méri az idegszövet optikai úthosszának változásait, amelyek korrelálnak az idegi aktivitással.
• A PARC csapata, Dr. Krishnan Thyagarajan vezető kutató irányítása alatt, egy teljesen nem-invazív akusztomágneses eszközt fejleszteni kíván az agyba történő íráshoz. Megközelítésük az ultrahanghullámokat párosítja mágneses mezőkkel, hogy lokalizált elektromos áramot generáljanak a neuromodulációhoz. A hibrid megközelítés a lokális neuromoduláció lehetőségét kínálja az agy mélyebb részén.
• A Rice University munkatársa, Dr. Jacob Robinson kutató irányítása alatt áll, egy aprólékos invazív, kétirányú rendszert fejleszteni az agyból történő felvételhez és az agyba történő íráshoz. A rögzítési funkcióhoz az interfész diffúz optikai tomográfiát fog használni az idegi aktivitás következtetésére az idegszövet fényszórásának mérésével. Az írási funkció engedélyezéséhez a csapat mágnesgenetikus megközelítést fog alkalmazni az idegsejtek érzékenyvé tételére a mágneses mezőkre.
• A Teledyne-csoport, Dr. Patrick Connolly, az egyik fő kutató irányítása alatt, egy teljesen nem-invazív, integrált eszköz kifejlesztésére törekszik, amely mikrooptikai úton szivattyúzott magnetométereket alkalmaz a kis, lokalizált mágneses mezők kimutatására, amelyek korrelálnak az idegi aktivitással. A csapat fókuszált ultrahangot fog alkalmazni az idegsejtekbe történő íráshoz.

A program teljes ideje alatt a kutatás olyan független jogi és etikai szakértők által nyújtott betekintést fog élvezni, akik vállaltak betekintést az N³ előrehaladás és figyelembe veszi a jövőbeni katonai és polgári alkalmazásokat és a technológia következményeit. Ezenkívül a szövetségi szabályozók együttműködnek a DARPA-val, hogy segítsék a csapatokat jobban megérteni az emberi felhasználásra vonatkozó engedélyeket, amikor a kutatás folyamatban van. A munka előrehaladtával ezek a szabályozók segítenek irányítani a vizsgálati eszközökre vonatkozó mentességekre és az új vizsgálati drogokra vonatkozó kérelmek benyújtásának stratégiáit, hogy lehetővé tegyék az N³ rendszerek a négyéves program utolsó szakaszában.

- Ha N³ sikeres lesz, olyan hordható neurális interfész rendszerekkel fogunk végezni, amelyek mindössze néhány milliméter távolságra képesek kommunikálni az agynal, a neurotechnológiát a klinikán túl mozgatva és a nemzetbiztonság szempontjából gyakorlatilag felhasználva ”- mondta Emondi. "Ahogyan a szolgálat tagjai védelmi és taktikai felszerelést vetnek fel a misszió előkészítése érdekében, a jövőben egy neurális interfészt tartalmazó fülhallgatót helyezhetnek fel, használhatják a szükséges technológiát, majd félreteszik az eszközt, amikor a küldetés befejeződik."

Olvassa el a teljes történetet itt ...