Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны (DARPA) недавно выделило 8 миллионов долларов для последующего финансирования группе нейроинженеров, разрабатывающих технологии «мозг-мозг» и «мозг-машина».
Ключевые выводы
- Интерфейсы «мозг-машина» существуют уже много лет, но беспроводные и неинвазивные интерфейсы еще недостаточно точны, чтобы их можно было использовать в реальных приложениях.
- В экспериментах на насекомых команда из Университета Райса успешно использовала световые и магнитные поля для чтения и записи активности мозга.
- Команда надеется использовать эту технологию для восстановления зрения слепых, а DARPA надеется использовать интерфейсы мозг-машина на поле боя.
Представьте, что вы носите шлем, который позволяет вам общаться с людьми или управлять машиной, используя только свои мысли.
В течение последних нескольких лет команда нейроинженеров из Университета Райса работала именно над этим. Команда недавно получила 8 миллионов долларов дополнительного финансирования от Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA), уже проведя успешные эксперименты с насекомыми. Работая вместе с более чем дюжиной других групп, исследователи планируют использовать средства для проведения дальнейших испытаний на грызунах и, возможно, в течение двух лет, на людях.
Конечно, интерфейсы мозг-машина не новы. На протяжении десятилетий исследователи разрабатывали технологии, которые соединяют мозг с машинами. Люди уже получают выгоду от хирургически имплантированных интерфейсов мозг-машина, например, люди с ампутированными конечностями, которые используют управляемые разумом протезы рук.
Беспроводная связь мозга скоро может пройти испытания на людяхyoutu.be
Но неинвазивные интерфейсы мозг-машина более сложны, и в настоящее время они недостаточно точны, чтобы быть полезными. Вот почему усилия Университета Райса MOANA («магнитный, оптический и акустический доступ к нейронам») направлены на создание эффективного и неинвазивного интерфейса, который обеспечивает связь между мозгом со «скоростью мысли».
Для чтения и записи активности мозга интерфейсы используют световые и магнитные поля, оба из которых могут проникать в череп. В предыдущих экспериментах исследователи вводили мухам наночастицы и использовали ультразвук, чтобы направлять частицы к определенным нейронам в мозгу насекомых. Это позволило исследователям контролировать поведение мух. В более поздних экспериментах команда проверила, может ли технология MOANA передавать сигналы от мозга к мозгу.
Насекомые, которым вводили наночастицыПредоставлено: Университет Райса
«Мы провели последний год, пытаясь понять, работает ли физика, можем ли мы на самом деле передать достаточно информации через череп, чтобы обнаружить и стимулировать активность клеток мозга, выращенных в чашке», - Джейкоб Робинсон, руководитель Исследователь проекта MOANA в Университете Райса сообщил университетскому отделу по связям с общественностью.
«Мы показали, что перспективы есть. С небольшим количеством света, которое мы можем собрать через череп, мы смогли реконструировать активность клеток, выращенных в лаборатории. Точно так же мы показали, что можем очень точно стимулировать выращенные в лаборатории клетки с помощью магнитных полей и магнитных наночастиц».
Если эксперименты на грызунах окажутся успешными, команда планирует провести испытания на слепых пациентах, которым будут вводиться наночастицы. Используя ультразвуковые волны, исследователи направляли наночастицы в зрительную кору головного мозга.
Там наночастицы будут стимулироваться для активации определенных нейронов, что потенциально может восстановить частичное зрение пациентов. Например, слепые люди могут когда-нибудь носить камеру, которая передает визуальные данные через интерфейс и позволяет им видеть то, на что смотрит камера.
Но хотя восстановление зрения слепых является ближайшей целью, DARPA имеет в виду дополнительные приложения. Проект MOANA является частью программы Агентства по нехирургическим нейротехнологиям нового поколения (N3), о которой впервые было объявлено в марте 2018 года. Команда Университета Райса и другие сотрудники работают с DARPA над разработкой неинвазивных интерфейсов мозг-машина, которые солдаты могут когда-нибудь использовать, чтобы, скажем,, управляйте дронами на поле боя.
«Если N3 будет успешным, мы получим носимые системы нейронных интерфейсов, которые могут взаимодействовать с мозгом с расстояния всего в несколько миллиметров, продвигая нейротехнологии за пределы клиники и к практическому использованию для национальных безопасности», - говорится в заявлении Эла Эмонди, руководителя программы N3.
«Точно так же, как военнослужащие надевают защитное и тактическое снаряжение при подготовке к миссии, в будущем они могут надеть гарнитуру с нейроинтерфейсом, использовать технологию так, как это необходимо, а затем положить инструмент в сторону, когда миссия завершится».
Если испытания на людях окажутся успешными, это может значительно ускорить разработку и внедрение интерфейсов мозг-машина и мозг-мозг. В конце концов, даже если другие типы интерфейсов мозг-машина будут эффективны, вполне вероятно, что многие люди не захотят имплантировать устройство в свой череп.
«Это отличная идея, этот нехирургический интерфейс», - сказал Робинсон.