DARPA已委托开发用于脑机接口的高分辨率脑植入物


插图:寄生

国防部高级研究计划署(DARPA)已根据神经工程系统设计(NESD)计划 签订了六份神经接口开发合同 。 该计划旨在“显着改善神经技术的研究机会,并为新疗法提供基础。”

在实践中,DARPA寻求开发一种可植入的神经接口,以提供“人脑与数字世界之间前所未有的信号分辨率和数据传输速率”。 职权范围表明该接口应充当转换器-转换器,将大脑的电化学信号转换为数字代码(零和一),该数字代码用于计算机科学。 并执行逆变换以将数据写入大脑。 目的是用于脑计算机接口的通信设备,其体积不超过1 cm 3

与五个研究组织和一家商业公司签订了合同:

  • 布朗大学 。 神经语音处理的解码,着重于语气和发声。 该接口由植入在大脑皮层表面或内部的100,00个传感器(神经管)组成。 单独的无线电模块为植入物供电,并充当向控制中心传输数据和从控制中心传输数据的集线器。 依次执行神经和数字信号的代码转换和处理。

  • 哥伦比亚大学 。 视觉皮层中的生物电接口使用带有内置电极阵列的柔性CMOS芯片。 X射线站安装在人的头上,以传输信号并将能量无线传输到植入物。

  • Foiration Voir et Entender (视觉与听觉基金会)。 视觉皮质神经元和高分辨率人工视网膜之间的光遗传学通讯接口(带摄像机)可代替眼睛安装。

  • 约翰B.皮尔斯的实验室 。 对视觉的研究。 与能够进行生物发光并对光遗传学刺激作出反应的修饰神经元通信的接口。

  • 加州大学伯克利分校 。 全息“光场”显微镜,可以记录和调节大脑皮层中多达一百万个神经元的活动 。 尝试创建编码模型以预测神经元对外部视觉和触觉刺激的反应,然后应用这些模式恢复盲人患者的视力或使用心理命令控制人工假体。

  • Paradromics,Inc. 通过穿透微丝的网格与大脑皮层的高速接口,以刺激单个神经元并以高分辨率从其中移除信息。 植入物应该有助于恢复言语功能。




每个Paradromics微丝的直径小于20微米

NESD计划经理Phillip Alvelda说:“如今,具有脑机接口的最佳系统就像两台试图以300波特的速度进行通信的超级计算机一样。” “想象一下,如果我们升级工具并真正打开人脑与现代电子设备之间的通道,将会打开什么样的前景。”

新界面最明显的应用之一是针对听力和视觉障碍人士的信息补偿。 他们将能够直接将必要的图像和声音输入大脑,并且其分辨率理论上可以超过人类自然视觉和听觉的能力(例如,可以从定向麦克风,红外热像仪和热像仪获取传输数据)。 这样的接口可能会在军事上找到应用。

迄今为止,最好的神经接口仅通过100个通道收集信息,每个通道同时结合来自数万个神经元的信息。 结果是分辨率低的模糊且嘈杂的图像,这使得无法清晰地从大脑恢复单个的思想和图像。 相比之下,NESD程序旨在创建高分辨率的神经接口 ,使您可以清晰,准确地从100万个独立神经元中的每个神经元中读取和写入数据。

尽管从100万个神经元中读取数据的任务看起来非常棒,但是这个数字只占组成人脑的860亿个神经元的一小部分。 因此,这只是揭开人类思维秘密的第一步。

DARPA计划在四年内拨款6500万美元用于研究。 在第一年,开发人员将专注于硬件和软件领域的概念创新,还将对动物和培养的细胞进行实验。 在第二阶段,将开始基础研究,致力于组件的小型化和集成化,以及与FDA合作监管新技术。

开发人员必须克服许多技术障碍,但是这六个小组能够制定计划并说服DARPA实施这些计划是现实的。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN405241/


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