DARPA, istraživačka ruka Ministarstva obrane, plaća znanstvenicima da izmisle načine za trenutno čitanje vojničkih umova pomoću alata poput genetskog inženjeringa ljudskog mozga, nanotehnologije i infracrvenih zraka. Krajnji cilj? Oružje pod nadzorom misli, poput rojeva bespilotnih letelica koje netko šalje u nebo jednom mišlju ili sposobnošću da emituju slike s jednog mozga na drugi.
Ovaj tjedan, DARPA (Agencija za napredne obrambene istraživačke projekte) objavila je da će šest timova dobiti sredstva u okviru programa Nekirurške neurotehnologije nove generacije (N3). Sudionici imaju zadatak razvijati tehnologiju koja će pružiti dvosmjerni kanal za brzu i nesmetanu komunikaciju između ljudskog mozga i strojeva bez potrebe za operativnim zahvatima.
"Zamislite nekoga tko upravlja dronom ili nekoga tko bi mogao analizirati puno podataka", rekao je Jacob Robinson, docent bioinženjerstva na Sveučilištu Rice, koji vodi jedan od timova.
"Postoji ta kašnjenje, gdje ako želim komunicirati sa svojim strojem, moram poslati mozak iz mozga da pomaknem prste ili pomaknem usta da bih izvršio verbalnu naredbu, a to ograničava brzinu kojom mogu komunicirati s bilo kojim cyber sustav ili fizički sustav. Dakle, misao je da bismo možda mogli poboljšati tu brzinu interakcije. "
To bi moglo biti presudno jer pametni strojevi i plimni val podataka prijete da će nadvladati ljude i u konačnici bi mogli naći primjenu i u vojnoj i u civilnoj domeni, rekao je Robinson.
Unapređivanje kontrole uma
Iako je došlo do otkrića u našoj sposobnosti čitanja, pa čak i pisanja informacija u mozak, ovi pomaci uglavnom se oslanjaju na implantate mozga kod pacijenata, što liječnicima omogućuje praćenje stanja poput epilepsije.
Operacija mozga je previše rizična da bi opravdala takva sučelja kod sposobnih ljudi; i trenutni vanjski nadzor mozga poput elektroencefalografije (EEG) - u kojem su elektrode pričvršćene izravno na vlasište - su previše netočni. Kao takav, DARPA pokušava potaknuti iskorak u neinvazivnim ili minimalno invazivnim sučeljima mozga i računala (BCI).
Agencija je zainteresirana za sustave koji mogu čitati i pisati na 16 neovisnih lokacija u komadu veličine graška sa zastojem ne većim od 50 milisekundi u roku od četiri godine, rekao je Robinson, koji nije nimalo iluziran o razmjeri izazov.
"Kada pokušate uhvatiti moždane aktivnosti kroz lubanju, teško je znati odakle signali dolaze i kada i gdje se generiraju signali", rekao je on Live Science. "Dakle, veliki je izazov, možemo li pomaknuti apsolutne granice naše rezolucije, i u prostoru i u vremenu?"
Genetski ugađati ljudski mozak
Da bi to postigli, Robinson-ov tim planira koristiti viruse modificirane za isporuku genetskog materijala u stanice - zvane virusni vektori - za umetanje DNK u specifične neurone zbog kojih će proizvoditi dvije vrste proteina.
Prva vrsta proteina apsorbira svjetlost kada puca neuron, što omogućava otkrivanje neuronske aktivnosti. Vanjske slušalice odašiljale bi snop infracrvenog svjetla koji može proći kroz lubanju i u mozak. Detektori priključeni na slušalice tada bi mjerili sićušni signal koji se reflektira od moždanog tkiva da bi stvorio sliku mozga. Zbog bjelančevina, ciljana područja će se pojaviti tamnija (upijajuću svjetlost) kada se neuroni aktiviraju, stvarajući čitanje moždanih aktivnosti koje se mogu iskoristiti za određivanje onoga što osoba vidi, čuje ili pokušava učiniti.
Drugi proteinski vezivi magnetskim nanočesticama, tako da se neuroni mogu magnetski potaknuti da aktiviraju kada slušalice generiraju magnetsko polje. Ovo bi se moglo upotrijebiti za stimulaciju neurona kako bi se u pacijentovoj svijesti potaknula slika ili zvuk. Kao dokaz koncepta, grupa planira koristiti sustav za prijenos slika iz 'vizualnog korteksa jedne osobe u drugu.
"Sposobnost dekodiranja ili kodiranja osjetilnih iskustava nešto je što relativno dobro razumijemo", rekao je Robinson. "Na rubu krvave znanosti, mislim da smo tamo ako bismo imali tehnologiju za to."
Razgovor s dronovima
Skupina iz neprofitnog istraživačkog instituta Battelle rješava ambiciozniji izazov. Grupa želi pustiti ljude da kontroliraju više dronova samostalno koristeći svoje misli, dok povratne informacije o stvarima poput ubrzanja i položaja idu izravno u mozak.
"Džojstici i računalni kursori manje-više su jednosmjerni uređaji", rekao je stariji znanstvenik Gaurav Sharma, koji vodi tim. "Ali sada mislimo na jednu osobu koja kontrolira više dronova; i to je dvosmjerno, tako da ako se dron kreće lijevo, dobivate senzorni signal natrag u mozak koji vam govori da se kreće lijevo."
Plan skupine oslanja se na posebno dizajnirane nanočestice s magnetskim jezgrama i piezoelektričnim vanjskim školjkama, što znači da školjke mogu pretvarati mehaničku energiju u električnu i obrnuto. Čestice će se ubrizgati ili primijeniti pomoću nosa, a magnetska polja uputit će ih prema specifičnim neuronima.
Kad posebno dizajnirane slušalice primijene magnetsko polje na ciljane neurone, magnetska jezgra će se pomicati i vršiti stres na vanjskoj ljusci kako bi stvorila električni impuls koji uzrokuje požar neurona. Proces također djeluje obrnuto, pri čemu se električni impulsi iz paljenja neurona pretvaraju u sićušna magnetska polja koja pokupe detektori u slušalicama.
Prevođenje tog postupka u kontrolu dronova neće biti jednostavno, priznaje Sharma, ali uživa u izazovu koje je postavila DARPA. "Mozak je posljednja granica medicinske znanosti", rekao je. "Razumijemo tako malo toga, zbog čega je vrlo uzbudljivo raditi istraživanje na ovom području."
