Agencija za napredne obrambne raziskovalne projekte (DARPA) je napovedala zagon programa nehirurške nevrotehnologije nove generacije (N3), katerega namen je razviti neinvazivne metode za nadzor različnih miselnih sistemov. Izbrala je šest ekip z različnih univerz, ki so razvile dvosmerne vmesnike možganov in strojev, ki jih bo uporabljalo usposobljeno osebje. Ti vmesniki bodo omogočili "nadzor aktivnih sistemov kibernetske obrambe, roj brezpilotnih brezpilotnih letal in komunikacijo z računalniškim sistemom." DARPA želi v naslednjih štirih letih dobiti ustrezen nadzorni sistem.
Al Emondi, vodja oddelka za biotehnologijo DARPA in kustos programa N3, ugotavlja, da je na svetu že veliko neinvazivnih nevrotehnologij, ne pa tudi v rešitvah, potrebnih za ustvarjanje visoko zmogljivih nosljivih naprav za naloge nacionalne varnosti.
Predvsem govorimo o razvoju tehnologij, ki bodo v samo 50 milisekundah omogočile branje in zapisovanje novih informacij v možganske celice v obe smeri in interakcijo z vsaj 16 različnimi točkami v možganih z ločljivostjo 1 kubični milimeter (ta prostor zajema na tisoče nevronov).
Kot je navedeno v sporočilu za javnost, ki ga je agencija objavila na svoji uradni spletni strani, v programu sodelujejo Battel Memorial Institute, univerza Johns Hopkins, PARC, univerza Rice ter znanstveniki z univerze Carnegie Mellon, ki razvijajo neinvazivne metode nadzora različnih miselnih sistemov.
Po navedbah Al Emondi bo imel štiriletni program tri razvojne faze. V trenutni prvi fazi bodo ekipe imele eno leto, da izkažejo sposobnost pisanja in branja informacij iz možganskih celic. Ekipe, ki uspejo rešiti to težavo, bodo napredovale v naslednjo fazo programa. V njenem okviru bodo morali v 18 mesecih razviti in preizkusiti prototipe naprav, ki uporabljajo laboratorijske živali. Skupinam, ki se bodo spoprijele s tem izzivom, bo omogočeno prehod na tretjo fazo razvoja - testiranje njihovih naprav s človeškimi prostovoljci.
V sporočilu za javnost je navedeno tudi, da je vsaka ekipa razvila različen pristop k razvoju želenega sistema. Tako Battel Memorial Institute obravnava sistem z minimalno stopnjo invazivnih posegov. Sestavljen je iz zunanjega oddajnika z elektromagnetnimi nanotransduktorji, ki komunicirajo s specifičnimi nevroni. Nanotransduktorji bodo pretvorili električne signale nevronov v magnetne signale, ki jih bo sprejel in analiziral oddajnik. Isti postopek bo potekal v nasprotni smeri.
Univerza Johns Hopkins pa se ukvarja s popolnoma neinvazivnim, skladnim optičnim sistemom. Spremlja spremembe dolžine optične poti v nevronskem tkivu, ki bodo povezane z nevronsko aktivnostjo.
Promocijski video:
Projekt PARC združuje ultrazvočne valove in magnetna polja za ustvarjanje lokaliziranih električnih tokov za nevromodulacijo.
Univerza Rice si prizadeva ustvariti minimalno invaziven sistem za določanje nevronske aktivnosti s pomočjo difuzne optične tomografije. Za prenos signala v nasprotni smeri, torej v možgane, bo ekipa uporabila magnetno-genetski pristop.
Znanstveniki z univerze Carnegie Mellon raje napravo, ki uporablja akustično-optični pristop za črpanje informacij iz možganov in električnih polj za programiranje določenih nevronov.
Nikolaj Hizhnyak