在過去的二十年中，國際生物醫(yī)學(xué)研究界已經(jīng)展示了越來越復(fù)雜的方法，可以使人的大腦與設(shè)備進(jìn)行通信，實現(xiàn)旨在改善生活質(zhì)量的突破，例如訪問計算機和互聯(lián)網(wǎng)，以及最近對人的控制。假肢。DARPA一直處于這項研究的前沿。

DARPA的下一代非手術(shù)神經(jīng)技術(shù)計劃旨在開發(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點進(jìn)行讀寫。這樣的非侵入性系統(tǒng)將把先進(jìn)的神經(jīng)技術(shù)的力量擴展到健全的個人，并可以支持國防部未來為改善人機協(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)的情況下實現(xiàn)高水平的腦系統(tǒng)通訊。

DARPA生物技術(shù)辦公室(BTO)的項目經(jīng)理Al Emondi博士說：“ DARPA創(chuàng)建了N 3，以尋求通往能夠同時在大腦中多個點讀寫的安全，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)實環(huán)境中工作的人所提供的高級應(yīng)用所需的精度，信號分辨率和便攜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法提供。潛在的N 3研究人員將面臨眾多科學(xué)和工程挑戰(zhàn)，以繞過這些限制，但迄今為止，最大的障礙將是克服信號穿過皮膚，顱骨和腦組織時的散射和信號減弱的復(fù)雜物理原理。

埃蒙迪說：“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)將包括開發(fā)用于對神經(jīng)信號進(jìn)行解碼和編碼的算法，將傳感和刺激子組件集成到單個設(shè)備中，評估系統(tǒng)在動物模型中的安全性和有效性，并最終與人類志愿者一起測試該技術(shù)。

DARPA計劃進(jìn)行為期四年的N 3工作，以演示用于國防相關(guān)任務(wù)的雙向系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)可能包括與無人駕駛飛機，主動網(wǎng)絡(luò)防御系統(tǒng)或其他配備適當(dāng)儀器的國防部的人機交互。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)域中受益于人機交互的應(yīng)用，例如將人與計算機系統(tǒng)配合起來以跟上未來任務(wù)的預(yù)期速度和復(fù)雜性。

埃蒙迪說：“智能系統(tǒng)將極大地影響我們部隊的未來作戰(zhàn)方式，現(xiàn)在是時候考慮人機協(xié)作的實際情況以及如何實現(xiàn)這一目標(biāo)了。” “如果我們讓最優(yōu)秀的科學(xué)家來解決這個問題，我們將破壞當(dāng)前的神經(jīng)接口方法，并為實用，高性能的接口敞開大門。”

DARPA從N 3計劃的開始就邀請聯(lián)邦監(jiān)管機構(gòu)參加，作為研究人員的輔助手段，以幫助他們在開始開發(fā)技術(shù)時更好地理解監(jiān)管觀點。在計劃的稍后階段，這些監(jiān)管機構(gòu)將再次充當(dāng)資源，以指導(dǎo)策略，根據(jù)需要提交針對研究器械豁免和研究新藥的申請。

DARPA同樣積極地考慮更普遍的神經(jīng)技術(shù)的倫理，法律和社會方面，以及它如何可能不僅影響行動，而且影響整個社會。獨立的法律和道德專家在N 3計劃形成之初就建議該機構(gòu)，并將繼續(xù)幫助DARPA考慮N 3技術(shù)形成時出現(xiàn)的新情況。這些人還將幫助就如何從這些新技術(shù)中獲得最大的社會利益進(jìn)行更廣泛的對話。另外，N 3的提議者還必須描述識別和解決其工作潛在的道德和法律影響的機制。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)對新興技術(shù)的廣泛考慮。

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