ДАРПА, истраживачка рука Министарства одбране, плаћа научницима да пронађу начине како да одмах прочитају мисли војника користећи алате попут генетског инжењеринга људског мозга, нанотехнологије и инфрацрвене зраке. Крајњи циљ? Оружје под контролом мисли, попут ројева беспилотних летелица које неко шаље у небо једном мишљу или способношћу да емитује слике из једног мозга у други.
Ове недеље, ДАРПА (Агенција за напредне истраживачке пројекте за одбрану) најавила је да ће шест тимова добити средства у оквиру програма Нехируршке неуротехнологије нове генерације (Н3). Учесници имају задатак да развијају технологију која ће обезбедити двосмерни канал за брзу и несметану комуникацију између људског мозга и машина без потребе за хируршким захватима.
"Замислите некога ко управља дроном или некога ко можда анализира пуно података", рекао је Јацоб Робинсон, доцент биоинжињеринга на Универзитету Рице, који води један од тимова.
"Постоји та кашњење, где ако желим да комуницирам са својом машином, морам да шаљем сигнал из мозга да померам прсте или померам уста да бих извршио вербалну команду, а то ограничава брзину којом могу да комуницирам са било којим цибер систем или физички систем. Дакле, мисао је да бисмо можда могли побољшати ту брзину интеракције. "
То би могло бити од пресудне важности јер паметне машине и плимни талас података прете да преплаве људе и коначно могу да нађу примену и у војним и у цивилним доменима, рекао је Робинсон.
Унапређење контроле ума
Иако је дошло до открића у нашој способности читања, па чак и писања информација у мозак, ови помаци углавном су се ослањали на имплантате мозга код пацијената, омогућавајући лекарима да прате стања попут епилепсије.
Операција мозга је превише ризична да би оправдала таква сучеља код способних људи; и тренутни спољни приступи надгледању мозга попут електроенцефалографије (ЕЕГ) - у којима су електроде причвршћене директно на власиште - су превише нетачни. Као такав, ДАРПА покушава да омогући пробој у неинвазивне или минимално инвазивне интерфејс мозга и рачунара (БЦИ).
Агенција је заинтересована за системе који могу да читају и пишу на 16 независних локација у деоници мозга величине грашка са закашњењем не већим од 50 милисекунди у року од четири године, рекао је Робинсон, који није нимало илузиран о обиму изазов.
"Када покушате да забиљежите мождане активности кроз лобању, тешко је знати одакле сигнали долазе и када и где се сигнали генеришу", рекао је он за Ливе Сциенце. "Дакле, велики је изазов, можемо ли померити апсолутне границе наше резолуције, и у простору и у времену?"
Генетски угађати људски мозак
Да би то постигли, Робинсон-ов тим планира да користи вирусе модификоване како би испоручио генетски материјал у ћелије - зване вирусни вектори - да би убацио ДНК у специфичне неуроне који ће их натерати да производе две врсте протеина.
Прва врста протеина апсорбује светло када пуца неурон, што омогућава откривање неуронске активности. Спољне слушалице би одашиљеле зраку инфрацрвеног светла која може проћи кроз лобању и у мозак. Детектори прикачени за слушалице би измерили ситни сигнал који се одбија од можданог ткива да би створио слику мозга. Због протеина, циљана подручја ће изгледати тамнија (апсорбујући свјетлост) када се неурони активирају, стварајући очитавање можданих активности које се могу користити за одређивање онога што особа види, чује или покушава да уради.
Други протеин се везује за магнетне наночестице, тако да неурони могу бити магнетно стимулисани да пуцају када слушалице генеришу магнетно поље. Ово би се могло користити за стимулацију неурона тако да индуцирају слику или звук у пацијентовом уму. Као доказ концепта, група планира да користи систем за пренос слика из 'визуелног кортекса једне особе у другу на другу.
"Способност декодирања или кодирања сензорних искустава је нешто што релативно добро разумемо", рекао је Робинсон. "На ивици науке која крвари, мислим да смо тамо ако бисмо имали технологију да то урадимо."
Разговор са дроновима
Група из непрофитног истраживачког института Баттелле преузима амбициознији изазов. Група жели да дозволи људима да контролишу више дронова користећи само своје мисли, док повратне информације о стварима попут убрзања и положаја иду директно у мозак.
"Џојстици и компјутерски курсори су мање или више једносмјерни уређаји", рекао је старији научник истраживања Гаурав Схарма, који води тим. "Али сада мислимо на једну особу која контролише више дронова; и то је двосмерно, тако да ако се беспилотни летелица креће лево, добијате сензорни сигнал назад у мозак који вам говори да се креће лево."
План групе се ослања на посебно дизајниране наночестице са магнетним језграма и пиезоелектричним спољним љуштурама, што значи да шкољке могу претворити механичку енергију у електричну и обрнуто. Честице ће се убризгати или администрирати помоћу носа, а магнетна поља ће их усмерити до специфичних неурона.
Када посебно дизајниране слушалице примене магнетно поље на циљане неуроне, магнетно језгро ће се померати и вршити стрес на спољној љусци да би створило електрични импулс који паље неурон. Процес такође делује обрнуто, при чему се електрични импулси из паљења неурона претварају у сићушна магнетна поља која покупе детектори у слушалицама.
Превођење тог процеса у контролу беспилотних летелица неће бити једноставно, признаје Схарма, али ужива у изазову које је поставила ДАРПА. "Мозак је последња граница медицинске науке," рекао је. "Разумијемо тако мало тога, због чега је изузетно узбудљиво истраживање у овој области."
