Die Agentur für fortgeschrittene Forschungsprojekte des US-Verteidigungsministeriums (DARPA) hat Partnerschaften mit sieben US-amerikanischen Universitäten, der Luftwaffe und der Armee angekündigt, um das Gehirn auf nicht-invasive Weise zu stimulieren und das Lernen zu beschleunigen. Das Management kündigte im März 2016 das Target Neuroplasticity Training (TNT) -Programm an und hat nun begonnen, die sichersten und effektivsten Wege zu finden, um einen natürlichen Prozess namens synaptische Plastizität zu aktivieren.
Plastizität - die Fähigkeit des Gehirns, neuronale Verbindungen zu stärken oder zu schwächen, um sich an Veränderungen in der Umwelt anzupassen. TNT-Programmmanager Dr. Doug Verber verbindet synaptische Plastizität mit Lernen.
Die TNT-Forschung konzentriert sich auf eine bestimmte Art des Lernens - kognitive Fähigkeiten. Menschen nutzen kognitive Fähigkeiten, um Aufmerksamkeit zu fokussieren, Informationen zu verarbeiten, Aufmerksamkeit gleichzeitig in mehrere Aufgaben zu unterteilen, Muster zu definieren und zu verstehen, Anweisungen zu merken, Informationen zu organisieren und vieles mehr. Das US-Verteidigungsministerium erwartet, dass TNT die Kosten senkt und die Ausbildung von Fremdsprachenfachleuten, Geheimdienstanalysten, Kryptographen und anderen Personen verkürzt.
Das TNT-Forschungsteam versucht, physiologische Mechanismen zu identifizieren, die es ihnen ermöglichen könnten, ihr natürliches Lernen durch elektrische Stimulation peripherer Nerven zu verbessern - solche, die Neuronen im Gehirn und Rückenmark mit Organen, Haut und Muskeln verbinden -, damit das Gehirn an wichtigen Lernpunkten schnell neues Wissen aufnehmen kann .
Die Wissenschaftler wissen immer noch nicht genau, welche Mechanismen dieser Verbesserung zugrunde liegen, aber sie glauben, dass die Neurostimulation die Freisetzung von
Neurotransmittern fördert:
Acetylcholin , das die neuromuskuläre Übertragung durchführt,
Noradrenalin - der „Mediator der Kraft“ - und andere, die eine wichtige Rolle bei der Modulation kognitiver Prozesse spielen. im Zusammenhang mit der Ausbildung.
Das Hauptziel von TNT ist es, verschiedene Mechanismen zu aktivieren, um die Zusammenhänge zwischen Neurostimulation, Neurotransmitterfreisetzung und den daraus resultierenden Veränderungen der Plastizität zu verstehen.
Um periphere Nerven zu aktivieren, werden die Forscher die nicht-invasive elektrische Stimulation durch die Haut mit der invasiven elektrischen Stimulation - unter Verwendung eines implantierten Geräts - vergleichen und daraus schließen, dass sie effektiver ist.
Verber plant, noch weiter zu gehen und ein Gerät zu entwickeln, das die Plastizität aktiviert und mithilfe von Elektrizität periphere Nerven durch die Haut stimuliert. Er stellte fest, dass es bereits Geräte auf dem Markt gibt, die das Gehirn und die peripheren Nerven stimulieren sollen. "Sie können jetzt online gehen und ein Gerät für 50 US-Dollar kaufen, von dem die Hersteller behaupten, dass es Ihr Gehirn stimuliert und es dazu bringt, alle möglichen Dinge zu tun", sagte Weber. Solche Unternehmen stellen Technologie zur Verfügung, ohne die Garantie zu übernehmen, dass sie sicher oder sogar effektiv ist.
Im ersten Teil der TNT-Forschung werden Wissenschaftler daran arbeiten, die Mechanismen zu identifizieren, die zugrunde liegen, wie die Nervenstimulation die Plastizität des Gehirns beeinflusst. Sie versuchen auch, physiologische Indikatoren zu erkennen, die zeigen, dass die Stimulation funktioniert, und die Nebenwirkungen der Nervenstimulation zu identifizieren und zu minimieren, falls vorhanden.
In der zweiten Hälfte des Programms werden die Forscher die Neurostimulationstechnologie in verschiedenen Arten von Trainingsübungen einsetzen, um Verbesserungen der Geschwindigkeit und des Trainingsgrades zu messen. Gleichzeitig werden einige Forschungsgruppen mit Analysten des Militärgeheimdienstes und Fremdsprachenfachleuten zusammenarbeiten, um zu verstehen, wie der Lernprozess jetzt verläuft. Ziel der Zusammenarbeit ist es, den durchschnittlichen Kader viel schneller als heute zu unübertroffenen Linguisten zu machen. Die TNT-Plattform kann weiterentwickelt werden, um ihren Anforderungen gerecht zu werden.
In Zusammenarbeit mit der Arizona State University wird das Team mit Mitarbeitern des Air Force Research Laboratory zusammenarbeiten, um zu untersuchen, wie das Gehirn während Aufklärung, Schießen und Überwachung reagiert.
DARPA befasst sich mit der Untersuchung der synaptischen Plastizität unter verschiedenen Gesichtspunkten, um festzustellen, ob es sichere und wirksame Wege gibt, um das Lernen zu verbessern und die Entwicklung von Fähigkeiten im Zusammenhang mit nationalen Sicherheitsmissionen der USA zu beschleunigen. Das TNT-Programm wird dazu beitragen, den Abbau jedes Militärdienstes auszugleichen.
TNT ist Teil des größeren DARPA
BRAIN- Projekts, das vom Weißen Haus unterstützt wird. Diese Initiative wurde 2013 von der Barack Obama-Regierung angekündigt. Es unterstützt Entwicklungen auf dem Gebiet innovativer Neurotechnologien, die ein dynamisches Bild der Gehirnfunktionen erzeugen können - wie einzelne Zellen und komplexe neuronale Schaltkreise in Zeit und Raum interagieren. BRAIN untersucht auch Erkrankungen des Gehirns wie Alzheimer und Parkinson, Depressionen und Kopfverletzungen.