A DARPA, a Védelmi Minisztérium kutatóága, fizet a tudósoknak a katonák gondolkodásának azonnali leolvasásának módjáról, olyan eszközökkel, mint például az emberi agy géntechnikája, nanotechnológia és infravörös sugarak. A végcél? Gondolatvezérelt fegyverek, mint például a drónok rajjai, amelyeket valaki egyetlen gondolattal vagy az agyról a másikra történő képeket sugározni képes az ég felé.
Ezen a héten a DARPA (Védelmi Fejlett Kutatási Projektek Ügynöksége) bejelentette, hogy hat csapat részesül támogatásban a Next Generation Nonsurgical Neurotechnology (N3) program keretében. A résztvevők feladata olyan technológia kifejlesztése, amely kétirányú csatornát biztosít a gyors és zökkenőmentes kommunikációhoz az emberi agy és a gépek között műtét nélkül.
"Képzeljünk el valakit, aki dront üzemeltet, vagy valakit, aki sok adatot elemezhet" - mondta Jacob Robinson, a Rice Egyetem bioinžinész tudományi asszisztens professzora, aki az egyik csoportot vezeti.
"Itt van ez a késés, amikor kommunikálni akarok a gépemmel, jelet kell küldenem az agyamtól, hogy mozgatom az ujjaimat, vagy mozgatom a számat, hogy szóbeli parancsot tegyek, és ez korlátozza a sebességet, amellyel kölcsönhatásban lehet egy kiber- vagy fizikai rendszer. Tehát az a gondolat, hogy talán javíthatjuk az interakció sebességét. "
Ez döntő jelentőségű lehet, mivel az intelligens gépek és az árapály adathulláma fenyegeti az emberek túlterhelését, és végül alkalmazást találhat mind katonai, mind polgári területeken - mondta Robinson.
Az elmekontroll előmozdítása
Noha áttörések történtek abban, hogy képesek vagyunk információt olvasni és akár az agyra írni is, ezek az előrelépések általában a betegek agyimplantátumain alapultak, lehetővé téve az orvosoknak, hogy figyelemmel kísérjék az epilepsziát.
Az agyműtét azonban túl kockázatos ahhoz, hogy igazolja az ilyen interfészeket a fogyatékos embereknél; és a jelenlegi külső agymegfigyelő megközelítések, például az elektroencefalográfia (EEG) - amelyekben az elektródok közvetlenül a fejbőrt tartalmazzák - túl pontatlanok. Mint ilyen, a DARPA áttörést próbál elősegíteni a nem-invazív vagy minimálisan invazív agy-számítógép interfészek (BCI) területén.
Az ügynökség olyan rendszerek iránt érdeklődik, amelyek 16 független helyre tudnak olvasni és írni egy agydarabban, olyan borsó méretében, amelynek négy éven belül legfeljebb 50 milliszekunduma van - mondta Robinson, akinek nincs illúziója a a kihívás.
"Amikor megkíséreljük az agyi tevékenységet a koponyán keresztül rögzíteni, nehéz tudni, hogy honnan jönnek a jelek, mikor és hol generálják a jeleket" - mondta a Live Science-nek. "Tehát a nagy kihívás az, hogy elmozdíthatjuk-e állásfoglalásunk abszolút határait, mind térben, mind időben?"
Az emberi agy genetikailag finomítása
Ennek érdekében a Robinson csapata azt tervezi, hogy genetikai anyagnak a sejtekbe történő továbbítására módosított vírusokat - úgynevezett vírusvektoreket - fog beilleszteni a DNS-be olyan specifikus neuronokba, amelyek kétféle fehérjét termelnek.
Az első típusú fehérje elnyeli a fényt, amikor egy neuron lő, ami lehetővé teszi az idegi aktivitás kimutatását. Egy külső fülhallgató infravörös fénysugarat bocsát ki, amely áthaladhat a koponyán és az agyba. A fejhallgatóhoz csatlakoztatott detektorok ezután megmérik az agyszövetből visszatükröződő kis jelet, hogy az agyról képet alkothassanak. A fehérje miatt a megcélzott területek sötétebbek lesznek (fényt elnyelve), amikor az idegsejtek tüzelnek, és olyan agyi tevékenységet eredményeznek, amely felhasználható annak meghatározására, amit az ember lát, hall, vagy próbál tenni.
A második fehérje megköti a mágneses nanorészecskéket, így az idegsejtek mágnesesen stimulálhatók a tűzzel, amikor a fejhallgató mágneses teret generál. Ez felhasználható az idegsejtek stimulálására, hogy képet vagy hangot indukáljon a beteg tudatában. A koncepció igazolásaként a csoport azt tervezi, hogy a rendszert felhasználva képeket továbbít az egyik személy látókéregéből a másikba.
"Az érzékszervi tapasztalatok dekódolásának vagy kódolásának képességét megértjük viszonylag jól" - mondta Robinson. "Azt gondolom, hogy a tudomány vérző szélén ott vagyunk, ha rendelkeznénk a technológiával."
Beszéljünk drónokkal
A Battelle nonprofit kutatóintézet egy csoportja ambiciózusabb kihívással áll szemben. A csoport azt akarja, hogy az emberek több drónát is csak a gondolataik segítségével vezessenek, miközben a gyorsulásról és a helyzetről szóló visszajelzés közvetlenül az agyhoz vezet.
"A joystickok és a számítógépes kurzorok többé-kevésbé egyirányú eszközök" - mondta Gaurav Sharma, a csapat vezető kutatója. "De most arra gondolunk, hogy egy ember több dront irányít; és ez kétirányú, tehát ha a drón balra halad, érzékszervi jelet kap vissza az agyadba, és azt mondja, hogy balra mozog."
A csoport terve kifejezetten a mágneses maggal és piezoelektromos külső héjjal tervezett nanorészecskékre támaszkodik, ami azt jelenti, hogy a héjak képesek a mechanikai energiát elektromosá konvertálni és fordítva. A részecskéket injektálják vagy nazálisan adják be, és a mágneses terek vezetik őket a specifikus neuronokhoz.
Amikor egy speciálisan fejhallgató mágneses teret ad a megcélzott idegsejteknek, akkor a mágneses mag mozgatni fog, és feszültséget gyakorol a külső héjon, és olyan elektromos impulzust generál, amely az idegsejt tüzet okoz. A folyamat fordított irányban is működik, és a tüzelő neuronokból származó elektromos impulzusok apró mágneses mezőkké alakulnak, amelyeket a fülhallgató detektorjai vetnek fel.
A folyamat drónok irányítására történő átalakítása nem lesz egyszerű - elismeri Sharma, de mégis megismétli a DARPA által felvetett kihívást. "Az agy az orvostudomány végső határa" - mondta. "Olyan keveset értünk belőle, ami miatt nagyon izgalmas a kutatás ezen a területen."
