χρησιμοποιώντας εργαλεία, όπως η γενετική μηχανική του ανθρώπινου εγκεφάλου, η νανοτεχνολογία και οι υπέρυθρες ακτίνες.

Ο τελικός στόχος; Ελεγχόμενα από τη σκέψη όπλα, όπως, σμήνη drones που κάποιος στέλνει στον ουρανό με μια μόνο σκέψη ή την ικανότητα να μεταδίδονται εικόνες από τον έναν εγκέφαλο στον άλλο.

Η DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) έχει ανακοινώσει ότι έξι ομάδες θα λάβουν χρηματοδότηση στο πλαίσιο του προγράμματος Nursing Neurotechnology Next-Generation (N3), για πιο γρήγορα αποτελέσματα. Οι συμμετέχοντες είναι επιφορτισμένοι με την ανάπτυξη τεχνολογίας που θα προσφέρει αμφίδρομο κανάλι για ταχεία και απρόσκοπτη επικοινωνία μεταξύ του ανθρώπινου εγκεφάλου και των μηχανών, χωρίς να απαιτείται χειρουργική επέμβαση.

“Φανταστείτε κάποιον που χειρίζεται ένα drone ή κάποιον που μπορεί να αναλύει πολλά δεδομένα”, δήλωσε ο Jacob Robinson, βοηθός καθηγητής βιοϊατρικής στο Πανεπιστήμιο Rice, ο οποίος είναι επικεφαλής μιας από τις ομάδες.

“Υπάρχει μια καθυστέρηση, εάν θέλω να επικοινωνήσω με κάποια μηχανή. Πρέπει να στείλω ένα σήμα από τον εγκέφαλό μου, για να μετακινήσω τα δάχτυλά μου ή για να κουνήσω το στόμα μου και να δώσω μια λεκτική εντολή. Αυτό περιορίζει την ταχύτητα με την οποία μπορώ να αλληλεπιδράσω με ένα κυβερνοσύστημα ή με ένα φυσικό σύστημα. Έτσι λοιπόν, υπάρχει η σκέψη ότι θα μπορούσαμε να βελτιώσουμε αυτή την ταχύτητα αλληλεπίδρασης. “

Πολύ κρίσιμο σημείο, καθώς οι έξυπνες μηχανές και ένα τεράστιο κύμα δεδομένων απειλούν να κατακλύσουν τους ανθρώπους και θα μπορούσαν τελικά να βρουν εφαρμογές, τόσο σε στρατιωτικούς τομείς, όσο και σε τομείς της καθημερινής ζωής των πολιτών, δήλωσε ο Robinson.

Προωθώντας τον έλεγχο του νου

Ενώ υπήρξαν ανακαλύψεις στην ικανότητά μας να διαβάζουμε και να γράφουμε πληροφορίες στον εγκέφαλο, αυτές οι πρόοδοι βασίστηκαν γενικά σε τοποθέτηση εμφυτευμάτων σε εγκεφάλους ασθενών, επιτρέποντας στους γιατρούς να παρακολουθούν καταστάσεις όπως η επιληψία.

Η χειρουργική επέμβαση στον εγκέφαλο είναι πολύ επικίνδυνη, για να δικαιολογήσει τέτοιες διεπαφές σε αρτιμελείς ανθρώπους και οι τρέχουσες εξωτερικές προσεγγίσεις παρακολούθησης του εγκεφάλου, όπως η ηλεκτροεγκεφαλογραφία (EEG) – στην οποία τα ηλεκτρόδια συνδέονται απευθείας με το τριχωτό της κεφαλής – είναι υπερβολικά ανακριβείς. Ως εκ τούτου, η DARPA προσπαθεί να προωθήσει μια σημαντική ανακάλυψη, σε μη επεμβατικές ή ελάχιστα επεμβατικές διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI).

Η εταιρία ενδιαφέρεται για συστήματα που μπορούν να διαβάσουν και να γράψουν σε 16 ανεξάρτητες θέσεις ενός φλοιού του εγκεφάλου, μεγέθους ενός μπιζελιού, με μια καθυστέρηση που δεν υπερβαίνει τα 50 χιλιοστά του δευτερολέπτου μέσα σε τέσσερα χρόνια, δήλωσε ο Robinson, ο οποίος δεν έχει ψευδαισθήσεις σχετικά με το μέγεθος της πρόκλησης.

“Όταν προσπαθείτε να καταγράψετε τη δραστηριότητα του εγκεφάλου μέσα από το κρανίο, είναι δύσκολο να γνωρίζετε από πού προέρχονται τα σήματα και πότε και πού παράγονται τα σήματα”, δήλωσε στο Live Science. “Έτσι, η μεγάλη πρόκληση είναι, αν μπορούμε να πιέσουμε τα απόλυτα όρια των αναλύσεών μας, τόσο στο χώρο όσο και στο χρόνο”.

Γενετικές μικροαλλαγές στον ανθρώπινο εγκέφαλο

Για να το κάνει αυτό, η ομάδα του Robinson σκοπεύει να χρησιμοποιήσει ιούς που έχουν τροποποιηθεί για να παραδώσουν γενετικό υλικό σε κύτταρα – που ονομάζονται φορείς ιών – ώστε να εισάγουν το DNA σε ειδικούς νευρώνες που θα τους κάνουν να παράγουν δύο είδη πρωτεϊνών.

Ο πρώτος τύπος πρωτεΐνης απορροφά το φως όταν πυροδοτείται ένας νευρώνας, πράγμα που καθιστά δυνατή την ανίχνευση της νευρικής δραστηριότητας. Ένα εξωτερικό ακουστικό θα στείλει μια δέσμη υπέρυθρου φωτός, που μπορεί να περάσει από το κρανίο, μέσα στον εγκέφαλο. Οι ανιχνευτές που συνδέονται με το ακουστικό θα μετρήσουν έπειτα, το μικροσκοπικό σήμα που αντανακλάται από τον ιστό του εγκεφάλου, για να δημιουργήσουν μια εικόνα του εγκεφάλου. Λόγω της πρωτεΐνης, οι στοχευμένες περιοχές θα εμφανιστούν πιο σκοτεινές (απορροφώντας το φως) όταν οι νευρώνες πυροδοτηθούν, δημιουργώντας μια ανάγνωση της εγκεφαλικής δραστηριότητας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εξακριβώσει τι βλέπει, τι ακούει ή τι προσπαθεί να κάνει ο εγκέφαλος.

Η δεύτερη πρωτεΐνη, προσκολλάται σε μαγνητικά νανοσωματίδια, έτσι ώστε οι νευρώνες μπορούν να διεγερθούν με μαγνητικό τρόπο, για να πυροδοτηθούν όταν το ακουστικό παράξει ένα μαγνητικό πεδίο. Αυτό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να διεγείρει τους νευρώνες, έτσι ώστε να προκληθεί μια εικόνα ή ένας ήχος στο μυαλό του ασθενούς. Ως απόδειξη της ιδέας, η ομάδα σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει το σύστημα, για να μεταδόσει εικόνες από τον οπτικό φλοιό ενός ατόμου σε ένα άλλο άτομο.

“Η ικανότητα να αποκωδικοποιούμε ή να κωδικοποιούμε αισθητικές εμπειρίες είναι κάτι που καταλαβαίνουμε σχετικά καλά”, δήλωσε ο Robinson. “Είμαστε σε ένα κρίσιμο σημείο της επιστήμης, αν είχαμε την τεχνολογία για να το κάνουμε.”

Μιλώντας στα drones

Μια ερευνητική ομάδα από το μη κερδοσκοπικό ερευνητικό ινστιτούτο Battelle αναλαμβάνει μια πιο φιλόδοξη πρόκληση. Η ομάδα θέλει να αφήσει τους ανθρώπους να ελέγχουν πολλαπλά drones, χρησιμοποιώντας μόνο τις σκέψεις τους, ενώ η ανατροφοδότηση δεδομένων για πράγματα όπως η επιτάχυνση και η θέση, να πηγαίνουν κατευθείαν στον εγκέφαλο.

“Τα joysticks και οι κέρσορες των υπολογιστών είναι περισσότερο ή λιγότερο μονόδρομες συσκευές”, δήλωσε ο ανώτερος ερευνητής Gaurav Sharma, ο οποίος ηγείται της ομάδας. “Αλλά τώρα σκεφτόμαστε ένα άτομο, που να ελέγχει πολλά drones με σχέση αμφίδρομη, οπότε αν το drone κινείται αριστερά, να παίρνει ένα αισθητήριο σήμα στο μυαλό του, που να του λέει ότι κινείται αριστερά”.

Το σχέδιο της ομάδας βασίζεται σε ειδικά σχεδιασμένα νανοσωματίδια με μαγνητικούς πυρήνες και πιεζοηλεκτρικά εξωτερικά κελύφη, που σημαίνει ότι τα κελύφη μπορούν να μετατρέψουν τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική και αντίστροφα. Τα σωματίδια θα εγχυθούν ή θα χορηγηθούν ρινικά και τα μαγνητικά πεδία θα τα καθοδηγήσουν σε συγκεκριμένους νευρώνες.

Όταν ένα ειδικά σχεδιασμένο σετ ακουστικών, εφαρμόζει ένα μαγνητικό πεδίο στους στοχευμένους νευρώνες, ο μαγνητικός πυρήνας θα κινηθεί και θα ασκήσει πίεση στο εξωτερικό κέλυφος, για να δημιουργήσει μια ηλεκτρική ώθηση που πυροδοτεί τους νευρώνες. Η διαδικασία λειτουργεί επίσης αντίστροφα, με ηλεκτρικούς παλμούς από τους πυροκροτητές, που μετατρέπονται σε μικροσκοπικά μαγνητικά πεδία, που συλλαμβάνονται από τους ανιχνευτές στο ακουστικό.

Η μετάφραση αυτής της διαδικασίας σε drones ελέγχου δεν θα είναι απλή, παραδέχεται o Sharma, αλλά απολαμβάνει την πρόκληση που έχει θέσει η DARPA. “Ο εγκέφαλος είναι το τελικό σύνορο στην ιατρική επιστήμη”, είπε. «Καταλαβαίνουμε τόσο λίγα πράγματα, γεγονός που καθιστά πολύ συναρπαστικό το να κάνουμε έρευνα σε αυτόν τον τομέα».

Περισσότερες πληροφορίες για την DARPA και ποιο ακριβώς έργο επιτελεί μπορείτε να διαβάσετε στον ΤΟΜΟ 47: DARPA, Ολική Επαναφορά Της Τεχνολογίας Των Θεών” της σειράς “Γιατί και Πως Ζουν Ανάμεσά μας” του Δημοσθένη Λιακόπουλου.

photo video screenshot