La Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) ha annunciato il lancio del programma Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology (N3), che mira a sviluppare metodi non invasivi per il controllo di vari sistemi di pensiero. All'interno della sua struttura, sono stati selezionati sei team di diverse università per sviluppare interfacce cervello-macchina bidirezionali per l'utilizzo da parte di personale qualificato. Queste interfacce consentiranno "di controllare i sistemi di difesa informatica attivi, uno sciame di droni senza pilota o di comunicare con un sistema informatico". DARPA vuole ottenere un sistema di controllo appropriato entro i prossimi quattro anni.
Come notato dal capo del dipartimento di biotecnologie della DARPA e curatore del programma N3 Al Emondi, ci sono già molte neurotecnologie non invasive nel mondo, ma non nelle soluzioni richieste per creare dispositivi indossabili ad alte prestazioni per compiti di sicurezza nazionale.
In particolare, stiamo parlando dello sviluppo di tecnologie che consentiranno per soli 50 millisecondi di leggere e scrivere nuove informazioni nelle cellule cerebrali in entrambe le direzioni e di interagire con almeno 16 diversi punti del cervello con una risoluzione di 1 millimetro cubo (questo spazio copre migliaia di neuroni).
Come notato nel comunicato stampa pubblicato dall'agenzia sul suo sito ufficiale, il Battel Memorial Institute, la Johns Hopkins University, il PARC, la Rice University, così come gli scienziati della Carnegie Mellon University stanno prendendo parte al programma per sviluppare metodi non invasivi per il controllo di vari sistemi di pensiero.
Secondo Al Emondi, il programma quadriennale avrà tre fasi di sviluppo. Nell'attuale prima fase, i team avranno un anno per dimostrare la capacità di scrivere e leggere le informazioni dalle cellule cerebrali. Le squadre che riescono a risolvere questo problema passeranno alla fase successiva del programma. Nel suo quadro, dovranno sviluppare e testare prototipi di dispositivi utilizzando animali da laboratorio entro 18 mesi. I team che affrontano questa sfida potranno passare alla terza fase di sviluppo, testare i propri dispositivi con volontari umani.
Il comunicato stampa afferma inoltre che ogni squadra ha adottato un approccio diverso per sviluppare il sistema desiderato. Pertanto, il Battel Memorial Institute si occupa di un sistema con un livello minimo di intervento invasivo. Consiste in un ricetrasmettitore esterno con nanotrasduttori elettromagnetici che comunicano con neuroni specifici. I nanotrasduttori convertiranno i segnali elettrici dei neuroni in segnali magnetici, che verranno ricevuti e analizzati dal ricetrasmettitore. Lo stesso processo avverrà nella direzione opposta.
La Johns Hopkins University, a sua volta, è impegnata in un sistema ottico coerente e completamente non invasivo. Monitora i cambiamenti nella lunghezza del percorso ottico nel tessuto neurale che saranno correlati all'attività neurale.
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Il progetto PARC combina onde ultrasoniche e campi magnetici per generare correnti elettriche localizzate per la neuromodulazione.
La Rice University sta cercando di creare un sistema minimamente invasivo per determinare l'attività neurale attraverso la tomografia ottica diffusa. Per trasmettere il segnale nella direzione opposta, cioè al cervello, il team utilizzerà un approccio magnetico-genetico.
Gli scienziati della Carnegie Mellon University preferiscono un dispositivo che utilizza un approccio acusto-ottico per estrarre informazioni dal cervello e campi elettrici per programmare neuroni specifici.
Nikolay Khizhnyak
