Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) har meddelat lanseringen av programmet Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology (N3), som syftar till att utveckla icke-invasiva metoder för att kontrollera olika tankesystem. Inom ramen valdes sex team från olika universitet för att utveckla dubbelriktade hjärnmaskingränssnitt för användning av kvalificerad personal. Dessa gränssnitt tillåter "att kontrollera aktiva cyberförsvarssystem, en svärm av obemannade drönare eller kommunicera med ett datorsystem." DARPA vill få ett lämpligt kontrollsystem inom de kommande fyra åren.
Al Emondi, chef för DARPA: s bioteknikavdelning och kurator för N3-programmet, konstaterar att det redan finns många icke-invasiva neuroteknologier i världen, men inte i de lösningar som krävs för att skapa högpresterande bärbara enheter för nationella säkerhetsuppgifter.
I synnerhet talar vi om utvecklingen av tekniker som gör det möjligt på bara 50 millisekunder att läsa och skriva ny information i hjärnceller i båda riktningarna och interagera med minst 16 olika punkter i hjärnan med en upplösning på 1 kubik millimeter (detta utrymme täcker tusentals nervceller).
Som nämnts i pressmeddelandet som publicerats av byrån på dess officiella webbplats deltar Battel Memorial Institute, Johns Hopkins University, PARC, Rice University, samt forskare från Carnegie Mellon University i programmet för att utveckla icke-invasiva metoder för att kontrollera olika system genom tankens kraft.
Enligt Al Emondi kommer det fyraåriga programmet att ha tre utvecklingsfaser. I den nuvarande första fasen kommer team att ha ett år för att visa förmågan att skriva och läsa information från hjärnceller. Team som lyckas lösa detta problem går vidare till nästa steg i programmet. Inom ramen kommer de att behöva utveckla och testa prototyper av apparater som använder laboratoriedjur inom 18 månader. Lag som möter denna utmaning kommer att få gå vidare till den tredje utvecklingsfasen - testa sina apparater med mänskliga frivilliga.
I pressmeddelandet anges också att varje team har tagit ett annat sätt att utveckla det önskade systemet. Således behandlar Battel Memorial Institute ett system med en minsta nivå av invasiv intervention. Den består av en extern sändtagare med elektromagnetiska nanotransduktorer som kommunicerar med specifika neuroner. Nanotransducers omvandlar elektriska signaler från neuroner till magnetiska signaler, som kommer att tas emot och analyseras av sändtagaren. Samma process kommer att ske i motsatt riktning.
Johns Hopkins University är i sin tur engagerat i ett helt icke-invasivt, sammanhängande optiskt system. Den övervakar förändringar i optisk väglängd i nervvävnad som kommer att korrelera med neural aktivitet.
Kampanjvideo:
PARC: s projekt kombinerar ultraljudsvågor och magnetfält för att generera lokala elektriska strömmar för neuromodulering.
Rice University strävar efter att skapa ett minimalt invasivt system för att bestämma nervaktivitet genom diffus optisk tomografi. För att överföra signalen i motsatt riktning, det vill säga till hjärnan, kommer teamet att använda en magnetisk-genetisk strategi.
Forskare vid Carnegie Mellon University föredrar en enhet som använder en akustooptisk strategi för att extrahera information från hjärnan och elektriska fält för att programmera specifika neuroner.
Nikolay Khizhnyak
