DARPA, исследовательский отдел Министерства обороны, платит ученым за то, что они изобретают способы мгновенного чтения мыслей солдат, используя такие инструменты, как генная инженерия человеческого мозга, нанотехнологии и инфракрасные лучи. Конечная цель? Управляемое мыслью оружие, такое как стая дронов, которые кто-то посылает в небо одной мыслью или способностью передавать изображения из одного мозга в другой.
На этой неделе DARPA (Агентство перспективных исследовательских проектов в области обороны) объявило, что шесть команд получат финансирование в рамках программы Nurgery Neururgical Technology (N3) следующего поколения. Участникам предлагается разработать технологию, которая обеспечит двусторонний канал для быстрой и бесперебойной связи между человеческим мозгом и машинами без необходимости хирургического вмешательства.
«Представьте себе кого-то, кто управляет беспилотником, или того, кто может анализировать много данных», - сказал Джейкоб Робинсон, доцент кафедры биоинженерии в Университете Райса, который возглавляет одну из команд.
«Есть такая задержка, когда, если я хочу общаться с моей машиной, я должен послать сигнал из моего мозга, чтобы двигать пальцами или ртом, чтобы дать устную команду, и это ограничивает скорость, с которой я могу взаимодействовать с любым из них». кибер-система или физическая система. Поэтому мысль, может быть, мы могли бы улучшить эту скорость взаимодействия ".
По словам Робинсона, это может иметь решающее значение, поскольку интеллектуальные машины и волна данных могут угрожать людям, и в конечном итоге могут найти применение как в военной, так и в гражданской сферах.
Продвижение контроля над разумом
Хотя в нашей способности читать и даже записывать информацию в мозг произошли прорывы, эти достижения, как правило, основывались на имплантации мозга пациентам, что позволяет врачам отслеживать такие состояния, как эпилепсия.
Однако операция на головном мозге слишком рискованна, чтобы оправдать подобные взаимодействия у трудоспособных людей; и современные методы внешнего мониторинга мозга, такие как электроэнцефалография (ЭЭГ), при которых электроды прикрепляются непосредственно к коже головы, слишком неточны. Таким образом, DARPA пытается стимулировать прорыв в неинвазивных или минимально инвазивных интерфейсах мозг-компьютер (BCI).
Агентство заинтересовано в системах, которые могут считывать и записывать в 16 независимых точках мозга размером с горошину с задержкой не более 50 миллисекунд в течение четырех лет, сказал Робинсон, который не питает иллюзий относительно масштаба соревнование.
«Когда вы пытаетесь уловить мозговую активность через череп, трудно понять, откуда поступают сигналы и когда и где они генерируются», - сказал он в интервью Live Science. «Итак, главная проблема в том, можем ли мы раздвинуть абсолютные пределы нашего разрешения как в пространстве, так и во времени?»
Генетическая настройка человеческого мозга
Для этого команда Робинсона планирует использовать вирусы, модифицированные для доставки генетического материала в клетки - так называемые вирусные векторы - для вставки ДНК в специфические нейроны, которые заставят их продуцировать два вида белков.
Первый тип белка поглощает свет при включении нейрона, что позволяет обнаружить нейронную активность. Внешняя гарнитура будет излучать инфракрасный луч, который может пройти через череп и в мозг. Детекторы, подключенные к гарнитуре, будут затем измерять крошечный сигнал, который отражается от мозговой ткани, чтобы создать изображение мозга. Из-за белка целевые области будут казаться темнее (поглощая свет), когда нейроны запускаются, генерируя считывание мозговой активности, которая может быть использована для определения того, что человек видит, слышит или пытается сделать.
Второй белок привязывается к магнитным наночастицам, поэтому нейроны можно стимулировать магнитным способом к пожару, когда гарнитура генерирует магнитное поле. Это может быть использовано для стимуляции нейронов, чтобы вызвать изображение или звук в сознании пациента. В качестве подтверждения концепции группа планирует использовать систему для передачи изображений из визуальной коры одного человека в другой.
«Способность декодировать или кодировать сенсорные ощущения - это то, что мы понимаем относительно хорошо», - сказал Робинсон. «На переднем крае науки, я думаю, что мы здесь, если бы у нас была технология, чтобы сделать это».
Разговаривая с дронами
Группа из некоммерческого научно-исследовательского института Battelle принимает более амбициозную задачу. Группа хочет позволить людям управлять несколькими дронами, используя только свои мысли, в то время как отзывы о таких вещах, как ускорение и положение, направляются прямо в мозг.
«Джойстики и компьютерные курсоры являются более или менее односторонними устройствами», - сказал старший научный сотрудник Гаурав Шарма, который возглавляет команду. «Но теперь мы думаем об одном человеке, который управляет несколькими дронами; и это двусторонний процесс, поэтому, если беспилотник движется влево, вы получаете сенсорный сигнал обратно в мозг, говорящий, что он движется влево».
План группы основан на специально разработанных наночастицах с магнитными сердечниками и пьезоэлектрическими внешними оболочками, что означает, что оболочки могут преобразовывать механическую энергию в электрическую и наоборот. Частицы будут вводиться или назально вводиться, и магнитные поля будут направлять их к определенным нейронам.
Когда специально разработанная гарнитура прикладывает магнитное поле к целевым нейронам, магнитный сердечник будет двигаться и оказывать давление на внешнюю оболочку, создавая электрический импульс, который вызывает возгорание нейрона. Процесс также работает в обратном порядке: электрические импульсы от запускающих нейронов преобразуются в крошечные магнитные поля, которые регистрируются детекторами в гарнитуре.
Переводить этот процесс в управление дронами будет непросто, признает Шарма, но он получает удовольствие от поставленной DARPA задачи. «Мозг - последний рубеж в медицинской науке», - сказал он. «Мы так мало это понимаем, и именно поэтому очень интересно проводить исследования в этой области».
