DARPA: Bridging af skillet mellem mennesker og computere med implantater af hjernechip

Et nyt DARPA-program sigter mod at udvikle et implanterbart neuralt interface, der er i stand til at give en hidtil uset signalopløsning og dataoverførselsbåndbredde mellem den menneskelige hjerne og den digitale verden. Grænsefladen ville tjene som en oversætter, der konverterer mellem det elektrokemiske sprog, der bruges af neuroner i hjernen, og dem og nuller, der udgør sproget for informationsteknologi. Målet er at opnå dette kommunikationsforbindelse i en biokompatibel enhed, der ikke er større end en kubikcentimeter i størrelse, stort set mængden af ​​to nikkel stablet ryg mod ryg.

Programmet, Neural Engineering System Design (NESD), skal dramatisk forbedre forskningsevner inden for neuroteknologi og skabe et fundament for nye terapier.

”Dagens bedste hjernecomputer-interface-systemer er som to supercomputere, der prøver at tale med hinanden ved hjælp af et gammelt 300-baud-modem,” sagde Phillip Alvelda, NESD-programlederen. ”Forestil dig hvad der bliver muligt, når vi opgraderer vores værktøjer til virkelig at åbne kanalen mellem den menneskelige hjerne og moderne elektronik.”

Blandt programmets potentielle applikationer er enheder, der kan kompensere for mangler i synet eller hørelsen ved at tilføre digital auditiv eller visuel information i hjernen med en opløsning og oplevelsesmæssig kvalitet langt højere end muligt med den nuværende teknologi.

Neurale grænseflader, der i øjeblikket er godkendt til menneskelig brug, presser en enorm mængde information gennem bare 100-kanaler, hvor hver kanal samler signaler fra titusinder af neuroner ad gangen. Resultatet er støjende og upræcist. I modsætning hertil sigter NESD-programmet at udvikle systemer, der kan kommunikere klart og individuelt med en hvilken som helst af op til en million neuroner i et givet område af hjernen.

At opnå programmets ambitiøse mål og sikre, at de forudsete enheder vil have potentialet til at være praktiske uden for en forskningsindstilling kræver integrerede gennembrud på tværs af adskillige discipliner, herunder neurovidenskab, syntetisk biologi, lav effektelektronik, fotonik, emballering og fremstilling af medicinsk udstyr, systemer engineering og klinisk test. Ud over programmets hardwareudfordringer vil NESD-forskere blive bedt om at udvikle avancerede matematiske og neuro-beregningsteknikker til først at transkode high-definition sensorisk information mellem elektroniske og kortikale neuronrepræsentationer og derefter komprimere og repræsentere disse data med minimalt tab af troskab og funktionalitet .

For at fremskynde den integrerende proces sigter NESD-programmet ud på at rekruttere en forskellig vifte af førende brancheinteressenter, der er villige til at tilbyde avanceret prototyping og fremstillingstjenester og intellektuel ejendom til NESD-forskere på et præ-konkurrencedygtigt grundlag. I senere faser af programmet kunne disse partnere hjælpe med at overføre de resulterende teknologier til forsknings- og kommercielle applikationsrum.

For at gøre potentielle deltagere bekendt med de tekniske mål for NESD, vil DARPA være vært for et møde med Forslagsdag, der afholdes tirsdag og onsdag, februar 2-3, 2016, i Arlington, Va. Den særlige meddelelse, der annoncerer forslagsmændets dagmøde, er tilgængelig påhttps://www.fbo.gov/spg/ODA/DARPA/CMO/DARPA-SN-16-16/listing.html. Flere detaljer om branchegruppen, der understøtter NESD, findes påhttps://www.fbo.gov/spg/ODA/DARPA/CMO/DARPA-SN-16-17/listing.html. En bred agenturmeddelelse, der beskriver de specifikke kapaciteter, der søges, vil komme den kommende www.fbo.gov.

NESD er en del af en bredere portefølje af programmer inden for DARPA, der understøtter præsident Obamas hjerneinitiativ. For mere information om DARPA's arbejde i dette domæne, kan du besøge: http://www.darpa.mil/program/our-research/darpa-and-the-brain-initiative.

Læs hele udgivelsen her ...