Thomas Dalton
0 
4624
650
DARPA, de onderzoeksafdeling van het ministerie van Defensie, betaalt wetenschappers om manieren te bedenken om de gedachten van soldaten onmiddellijk te lezen met behulp van hulpmiddelen zoals genetische manipulatie van het menselijk brein, nanotechnologie en infraroodstralen. Het einddoel? Gedachtengestuurde wapens, zoals zwermen drones die iemand de lucht in stuurt met een enkele gedachte of de mogelijkheid om beelden van het ene brein naar het andere te sturen.
Deze week heeft DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) aangekondigd dat zes teams financiering zullen ontvangen in het kader van het Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology (N3) -programma. Deelnemers krijgen de taak om technologie te ontwikkelen die een tweerichtingskanaal biedt voor snelle en naadloze communicatie tussen het menselijk brein en machines zonder dat een operatie nodig is.
"Stel je voor dat iemand een drone bestuurt of iemand die veel gegevens analyseert", zegt Jacob Robinson, een assistent-professor bio-engineering aan Rice University, die een van de teams leidt. [DARPA's 10 coolste projecten: van humanoïde robots tot vliegende auto's]
`` Er is een latentie: als ik met mijn machine wil communiceren, moet ik een signaal uit mijn hersenen sturen om mijn vingers te bewegen of mijn mond te bewegen om een verbaal commando te geven, en dit beperkt de snelheid waarmee ik met beide kan communiceren. een cybersysteem of fysiek systeem. Dus de gedachte is dat we die snelheid van interactie kunnen verbeteren. "
Dat kan cruciaal zijn omdat slimme machines en een vloedgolf van gegevens mensen dreigen te overweldigen, en uiteindelijk toepassingen kunnen vinden in zowel militaire als civiele domeinen, zei Robinson..
Mind control bevorderen
Hoewel er doorbraken zijn geweest in ons vermogen om informatie te lezen en zelfs naar de hersenen te schrijven, was deze vooruitgang over het algemeen afhankelijk van hersenimplantaten bij patiënten, waardoor artsen aandoeningen zoals epilepsie konden volgen.
Hersenchirurgie is echter te riskant om dergelijke interfaces bij valide mensen te rechtvaardigen; en de huidige benaderingen voor externe hersenbewaking, zoals elektro-encefalografie (EEG), waarbij elektroden rechtstreeks op de hoofdhuid worden bevestigd, zijn te onnauwkeurig. Als zodanig probeert DARPA een doorbraak te bewerkstelligen in niet-invasieve of minimaal invasieve hersencomputerinterfaces (BCI's).
Het bureau is geïnteresseerd in systemen die kunnen lezen en schrijven naar 16 onafhankelijke locaties in een brok hersenen ter grootte van een erwt met een vertraging van niet meer dan 50 milliseconden binnen vier jaar, zei Robinson, die geen illusie heeft over de omvang van de uitdaging.
"Wanneer je hersenactiviteit via de schedel probeert vast te leggen, is het moeilijk om te weten waar de signalen vandaan komen en wanneer en waar de signalen worden gegenereerd", vertelde hij. "Dus de grote uitdaging is: kunnen we de absolute grenzen van onze resolutie verleggen, zowel in ruimte als in tijd?"
Het menselijk brein genetisch aanpassen
Om dit te doen, is het team van Robinson van plan om virussen te gebruiken die zijn aangepast om genetisch materiaal in cellen af te leveren - virale vectoren genoemd - om DNA in specifieke neuronen in te brengen, waardoor ze twee soorten eiwitten produceren. [Flying Saucers to Mind Control: 22 Declassified Military & CIA Secrets]
Het eerste type eiwit absorbeert licht wanneer een neuron aan het vuren is, waardoor neurale activiteit kan worden gedetecteerd. Een externe koptelefoon zou een straal infrarood licht uitzenden die door de schedel en de hersenen kan gaan. Detectoren die aan de headset zijn bevestigd, meten dan het minuscule signaal dat wordt gereflecteerd door het hersenweefsel om een beeld van de hersenen te creëren. Vanwege het eiwit zullen de beoogde gebieden donkerder lijken (licht absorberen) wanneer neuronen worden geactiveerd, waardoor een meting van de hersenactiviteit wordt gegenereerd die kan worden gebruikt om te bepalen wat de persoon ziet, hoort of probeert te doen.
Het tweede eiwit hecht zich aan magnetische nanodeeltjes, zodat de neuronen magnetisch kunnen worden gestimuleerd om te vuren wanneer de headset een magnetisch veld genereert. Dit zou kunnen worden gebruikt om neuronen te stimuleren om een beeld of geluid in de geest van de patiënt op te wekken. Als proof of concept wil de groep het systeem gebruiken om beelden van 'de visuele cortex van de ene persoon naar die van een andere.
"Zintuiglijke ervaringen kunnen decoderen of coderen is iets dat we relatief goed begrijpen", zei Robinson. "Aan de rand van de wetenschap, denk ik dat we er zijn als we de technologie hadden om het te doen."
Praten met drones
Een groep van het non-profit onderzoeksinstituut Battelle gaat een ambitieuzere uitdaging aan. De groep wil mensen meerdere drones laten besturen door alleen hun gedachten te gebruiken, terwijl feedback over zaken als versnelling en positie direct naar de hersenen gaat..
"Joysticks en computercursors zijn min of meer eenrichtingsapparaten", zegt senior onderzoeker Gaurav Sharma, die het team leidt. "Maar nu denken we aan één persoon die meerdere drones bestuurt; en het is tweerichtingsverkeer, dus als de drone naar links beweegt, krijg je een sensorisch signaal terug in je hersenen dat je vertelt dat hij naar links beweegt."
Het plan van de groep is gebaseerd op speciaal ontworpen nanodeeltjes met magnetische kernen en piëzo-elektrische buitenste schalen, wat betekent dat de schelpen mechanische energie kunnen omzetten in elektrische en vice versa. De deeltjes worden geïnjecteerd of nasaal toegediend en magnetische velden zullen ze naar specifieke neuronen leiden.
Wanneer een speciaal ontworpen headset een magnetisch veld toepast op de beoogde neuronen, zal de magnetische kern bewegen en spanning uitoefenen op de buitenste schil om een elektrische impuls te genereren die het neuron doet vuren. Het proces werkt ook omgekeerd, waarbij elektrische impulsen van vurende neuronen worden omgezet in kleine magnetische velden die worden opgevangen door detectoren in de headset..
Dat proces vertalen naar het besturen van drones zal niet eenvoudig zijn, geeft Sharma toe, maar hij geniet van de uitdaging die DARPA heeft neergelegd. "De hersenen zijn de laatste grens in de medische wetenschap", zei hij. "We begrijpen er zo weinig van, wat het erg spannend maakt om op dit gebied onderzoek te doen."
- De 22 vreemdste militaire wapens
- 7 technologieën die oorlogvoering hebben veranderd
- Wetenschappelijk feit of fictie? De plausibiliteit van 10 Sci-Fi-concepten
Oorspronkelijk gepubliceerd op .