在過(guò)去的二十年中，國(guó)際生物醫(yī)學(xué)研究界已經(jīng)展示了越來(lái)越復(fù)雜的方法，可以使人的大腦與設(shè)備進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)旨在改善生活質(zhì)量的突破，例如訪問(wèn)計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)，以及最近對(duì)人的控制。假肢。DARPA一直處于這項(xiàng)研究的前沿。

DARPA的下一代非手術(shù)神經(jīng)技術(shù)計(jì)劃旨在開(kāi)發(fā)一種高分辨率，便攜式神經(jīng)接口系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠一次在大腦中的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行讀寫(xiě)。這樣的非侵入性系統(tǒng)將把先進(jìn)的神經(jīng)技術(shù)的力量擴(kuò)展到健全的個(gè)人，并可以支持國(guó)防部未來(lái)為改善人機(jī)協(xié)作所做的努力。

腦系統(tǒng)通訊的最新技術(shù)采用了侵入性技術(shù)，可以精確，高質(zhì)量地連接到特定的神經(jīng)元或神經(jīng)元組。這些技術(shù)已幫助患有腦損傷和其他疾病的患者。但是，這些技術(shù)不適用于身體健全的人。DARPA現(xiàn)在正在其新計(jì)劃“下一代非手術(shù)神經(jīng)技術(shù)(N 3)”中尋求在不進(jìn)行手術(shù)的情況下實(shí)現(xiàn)高水平的腦系統(tǒng)通訊。

DARPA生物技術(shù)辦公室(BTO)的項(xiàng)目經(jīng)理Al Emondi博士說(shuō)：“ DARPA創(chuàng)建了N 3，以尋求通往能夠同時(shí)在大腦中多個(gè)點(diǎn)讀寫(xiě)的安全，便攜式神經(jīng)接口系統(tǒng)的途徑。” “高分辨率的非手術(shù)神經(jīng)技術(shù)一直難以捉摸，但是由于生物醫(yī)學(xué)工程，神經(jīng)科學(xué)，合成生物學(xué)和納米技術(shù)的最新發(fā)展，我們現(xiàn)在認(rèn)為這一目標(biāo)是可以實(shí)現(xiàn)的。”

腦電圖和經(jīng)顱直流電刺激等非侵入性神經(jīng)技術(shù)已經(jīng)存在，但在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中工作的人所提供的高級(jí)應(yīng)用所需的精度，信號(hào)分辨率和便攜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法提供。潛在的N 3研究人員將面臨眾多科學(xué)和工程挑戰(zhàn)，以繞過(guò)這些限制，但迄今為止，最大的障礙將是克服信號(hào)穿過(guò)皮膚，顱骨和腦組織時(shí)的散射和信號(hào)減弱的復(fù)雜物理原理。

埃蒙迪說(shuō)：“我們正在要求跨學(xué)科的研究人員構(gòu)建能夠在不損害信號(hào)分辨率或不給N 3系統(tǒng)引入不可接受的延遲的情況下，與大腦的很小區(qū)域進(jìn)行精確交互的方法。” N3中將要考慮的唯一技術(shù)必須有一條可行的途徑，最終在健康的人類受試者中使用。

如果早期的程序交付物克服了物理難題，并且克服了串?dāng)_和低信噪比的障礙，則后續(xù)的程序目標(biāo)將包括開(kāi)發(fā)用于對(duì)神經(jīng)信號(hào)進(jìn)行解碼和編碼的算法，將傳感和刺激子組件集成到單個(gè)設(shè)備中，評(píng)估系統(tǒng)在動(dòng)物模型中的安全性和有效性，并最終與人類志愿者一起測(cè)試該技術(shù)。

DARPA計(jì)劃進(jìn)行為期四年的N 3工作，以演示用于國(guó)防相關(guān)任務(wù)的雙向系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)可能包括與無(wú)人駕駛飛機(jī)，主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)防御系統(tǒng)或其他配備適當(dāng)儀器的國(guó)防部的人機(jī)交互。系統(tǒng)。如果成功的話，N 3技術(shù)將最終在這些和其他領(lǐng)域中受益于人機(jī)交互的應(yīng)用，例如將人與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配合起來(lái)以跟上未來(lái)任務(wù)的預(yù)期速度和復(fù)雜性。

埃蒙迪說(shuō)：“智能系統(tǒng)將極大地影響我們部隊(duì)的未來(lái)作戰(zhàn)方式，現(xiàn)在是時(shí)候考慮人機(jī)協(xié)作的實(shí)際情況以及如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)了。” “如果我們讓最優(yōu)秀的科學(xué)家來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，我們將破壞當(dāng)前的神經(jīng)接口方法，并為實(shí)用，高性能的接口敞開(kāi)大門(mén)。”

DARPA從N 3計(jì)劃的開(kāi)始就邀請(qǐng)聯(lián)邦監(jiān)管機(jī)構(gòu)參加，作為研究人員的輔助手段，以幫助他們?cè)陂_(kāi)始開(kāi)發(fā)技術(shù)時(shí)更好地理解監(jiān)管觀點(diǎn)。在計(jì)劃的稍后階段，這些監(jiān)管機(jī)構(gòu)將再次充當(dāng)資源，以指導(dǎo)策略，根據(jù)需要提交針對(duì)研究器械豁免和研究新藥的申請(qǐng)。

DARPA同樣積極地考慮更普遍的神經(jīng)技術(shù)的倫理，法律和社會(huì)方面，以及它如何可能不僅影響行動(dòng)，而且影響整個(gè)社會(huì)。獨(dú)立的法律和道德專家在N 3計(jì)劃形成之初就建議該機(jī)構(gòu)，并將繼續(xù)幫助DARPA考慮N 3技術(shù)形成時(shí)出現(xiàn)的新情況。這些人還將幫助就如何從這些新技術(shù)中獲得最大的社會(huì)利益進(jìn)行更廣泛的對(duì)話。另外，N 3的提議者還必須描述識(shí)別和解決其工作潛在的道德和法律影響的機(jī)制。隨著研究的進(jìn)展，發(fā)表了N 3 結(jié)果將進(jìn)一步促進(jìn)對(duì)新興技術(shù)的廣泛考慮。

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