国防高级研究计划局(DARPA)是美国国防部下属的一个研究机构。该组织资助科学家发明一种方法——使用大脑基因工程、纳米技术和红外线等工具实时读取士兵的意识。听起来很神奇,但这是真的!这笔赠款的最终目标是开发精神控制武器,比如用一个想法把无人机送上天空,或者用意识把图像从一个大脑转移到另一个大脑。

美国国防高级研究项目署宣布,六个研究小组将获得“下一代非外科神经技术”(N3)项目的资助。项目参与者的任务是开发一种不需要手术的新技术,并为人脑和机器之间的快速无缝通信提供双向通道。

想象一下,有人正在操纵无人机,有人可能正在分析大量数据,这会导致延迟。如果我想和我的机器交流,我必须从大脑发出信号,命令我的手指移动,或者命令我的嘴巴发出口头命令,这限制了我与网络系统或物理系统交流的速度。因此,本资助项目的研究可用于提高人机交互速度。

这种交互速度的提高实际上具有至关重要的意义,因为智能机器和大量的数据使得人类难以应对。无论是在军事还是民用领域,这项研究可能会找到一个有用的地方。

精神控制技术的发展

尽管我们从大脑中读取甚至写入信息的能力有了突破,但这些进步通常依赖于病人的大脑植入——允许医生监控诸如癫痫等情况。然而,对于健康人来说,脑外科手术的风险太大,无法完全解释这个界面的合理性。目前,脑外监测方法,如脑电图技术,将电极直接贴在头皮上,仍然非常不准确。因此,美国国防高级研究计划署正试图促进无创或微创脑-机接口的突破。

该机构有兴趣开发一个系统,在4年内,在一个小大脑(如豌豆大小)中读写16个独立的位置,滞后时间少于50毫秒。当你试图通过头骨捕捉大脑活动时,很难知道信号来自哪里,何时产生,所以最大的挑战是,我们能突破空间和时间分辨率的绝对极限吗?

改变人脑的基因

为了实现这一目标,科学家计划使用修饰的病毒,即病毒载体,将遗传物质转移到细胞中,将DNA插入特定的神经元,并使它们产生两种蛋白质。

第一种蛋白质在神经元放电时吸收光,这使得检测神经活动成为可能。外部头盔发出一束红外光,穿过头骨进入大脑。设备上的探测器将测量大脑组织反射的微小信号,从而生成大脑图像。由于这种蛋白质的存在,当神经元放电时,目标区域会变暗(吸收光线),从而使我们能够解读大脑活动。这种解释可以用来判断一个人在看什么、听什么或试图做什么。

第二种蛋白质与磁性纳米粒子相连,因此当头戴式装置产生磁场时,神经元将被刺激并放电。这可以用来刺激神经元在病人的大脑中产生图像或声音。为了测试这个概念,团队计划使用这个系统将图像从一个人的视觉皮层转移到另一个人的视觉皮层。

与无人机对话

非营利研究机构巴特尔研究所的一个团队正在接受一项更为雄心勃勃的挑战。该组织希望人类能够仅通过意识控制多架无人机,加速度和位置信息的反馈直接进入大脑。

操纵杆和电脑光标基本上是单向设备,但现在科学家们正在考虑一个人控制多架无人机。这是双向的,所以如果无人机向左移动,你的大脑会接收到一个感觉信号,告诉你它正在向左移动。

该团队的计划依赖于特别设计的具有磁芯和压电外壳的纳米粒子,这意味着外壳可以将机械能转化为电能,也可以将电能转化为机械能。纳米粒子将通过鼻腔注射或注射到体内,磁场将引导它们到达特定的神经元。

当一个特别设计的头戴式装置向目标神经元施加磁场时,磁芯移动并向外壳施加压力,从而产生电脉冲使神经元放电。这一过程也可以逆转,来自神经元的电脉冲被转换成微小的磁场,由头戴式设备中的探测器接收。

将这一过程转化为无人机的思维控制并不容易,但他喜欢美国国防高级研究计划署提出的挑战。大脑是医学的最后前沿领域。我们对大脑知之甚少,这就是为什么在这个领域进行研究如此令人兴奋。