Die Agentur für fortgeschrittene Verteidigungsforschungsprojekte (DARPA) hat den Start des Programms Nonsurgical Neurotechnology (N3) der nächsten Generation angekündigt, das darauf abzielt, nicht-invasive Methoden zur Steuerung verschiedener Denksysteme zu entwickeln. Im Rahmen dieses Rahmens wurden sechs Teams verschiedener Universitäten ausgewählt, um bidirektionale Gehirn-Maschinen-Schnittstellen für qualifiziertes Personal zu entwickeln. Diese Schnittstellen ermöglichen es, "aktive Cyber-Abwehrsysteme, einen Schwarm unbemannter Drohnen zu steuern oder mit einem Computersystem zu kommunizieren". DARPA möchte innerhalb der nächsten vier Jahre ein geeignetes Kontrollsystem erhalten.
Wie der Leiter der Biotechnologieabteilung von DARPA und Kurator des N3-Programms Al Emondi feststellte, gibt es weltweit bereits viele nicht-invasive Neurotechnologien, jedoch nicht die Lösungen, die für die Entwicklung tragbarer Hochleistungsgeräte für nationale Sicherheitsaufgaben erforderlich sind.
Insbesondere geht es um die Entwicklung von Technologien, mit denen nur 50 Millisekunden neue Informationen in beide Richtungen lesen und in Gehirnzellen schreiben und mit mindestens 16 verschiedenen Punkten im Gehirn mit einer Auflösung von 1 Kubikmillimeter interagieren können (dieser Raum umfasst Tausende von Neuronen).
Wie in der Pressemitteilung der Agentur auf ihrer offiziellen Website erwähnt, nehmen das Battel Memorial Institute, die Johns Hopkins University, das PARC und die Rice University sowie Wissenschaftler der Carnegie Mellon University an dem Programm zur Entwicklung nicht-invasiver Methoden zur Steuerung verschiedener Systeme durch die Kraft des Denkens teil.
Laut Al Emondi wird das vierjährige Programm drei Entwicklungsphasen haben. In der aktuellen ersten Phase haben die Teams ein Jahr Zeit, um die Fähigkeit zu demonstrieren, Informationen aus Gehirnzellen zu schreiben und zu lesen. Teams, die dieses Problem erfolgreich lösen können, gelangen in die nächste Phase des Programms. In diesem Rahmen müssen sie innerhalb von 18 Monaten Prototypen von Geräten mit Labortieren entwickeln und testen. Teams, die sich dieser Herausforderung stellen, können mit der dritten Entwicklungsphase fortfahren - dem Testen ihrer Geräte mit menschlichen Freiwilligen.
In der Pressemitteilung heißt es auch, dass jedes Team einen anderen Ansatz zur Entwicklung des gewünschten Systems gewählt hat. Das Battel Memorial Institute befasst sich daher mit einem System mit einem Mindestmaß an invasiven Eingriffen. Es besteht aus einem externen Transceiver mit elektromagnetischen Nanotransducern, die mit bestimmten Neuronen kommunizieren. Nanotransducer wandeln elektrische Signale von Neuronen in magnetische Signale um, die vom Transceiver empfangen und analysiert werden. Der gleiche Vorgang findet in entgegengesetzter Richtung statt.
Die Johns Hopkins University wiederum befasst sich mit einem vollständig nicht-invasiven, kohärenten optischen System. Es überwacht Änderungen der optischen Weglänge im Nervengewebe, die mit der Nervenaktivität korrelieren.
Werbevideo:
Das Projekt von PARC kombiniert Ultraschallwellen und Magnetfelder, um lokalisierte elektrische Ströme für die Neuromodulation zu erzeugen.
Die Rice University ist bestrebt, ein minimalinvasives System zur Bestimmung der neuronalen Aktivität durch diffuse optische Tomographie zu schaffen. Um das Signal in die entgegengesetzte Richtung, dh zum Gehirn, zu übertragen, wird das Team einen magnetisch-genetischen Ansatz verwenden.
Wissenschaftler der Carnegie Mellon University bevorzugen ein Gerät, das einen akustooptischen Ansatz verwendet, um Informationen aus dem Gehirn und elektrischen Feldern zu extrahieren und bestimmte Neuronen zu programmieren.
Nikolay Khizhnyak
