新的研究计划DARPA正在开发一种人机界面，通过它可以“以思想的速度控制成群的无人机”。 如果解决了怎么办？
8月，卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）的三名研究生挤进了一个很小的无窗地下室实验室，要使用由3D打印机组装而成的临时装置来震撼老鼠的大脑。
从
海马上雕刻出来的这块大脑就像一片大蒜。 他在靠近设备中心的平台上休息。 细管用盐，葡萄糖和氨基酸溶液洗涤切片。 因此，他被维持在某种类似于生活的状态：他体内的神经元继续被激活，从而允许实验者收集数据。 位于下方的一排电极发出了放电，类似于注射器的金属探针测量了神经元的反应。 明亮的LED灯照亮了杯子。 这一切看起来都集中在他的膝盖上。
在设备旁边的监视器上，可以看到刺激和反应：电脉冲后几毫秒，神经元被激活。 后来，实验人员将一种导电性和透明度与头骨相似的材料放在一块组织和电极之间，以了解它们是否可以通过模仿头骨来刺激小鼠海马体。
他们之所以这样做，是因为他们想要识别和控制人脑的信号，而不必割伤头骨和触摸脆弱的脑组织。 他们的目标是开发出准确而灵敏的
脑机接口 ，无需任何手术即可将其卸下并戴上头盔或头带。
人类头骨的骨骼厚度小于一厘米。 确切的数字因人而异，也随地方而异。 它们使波形模糊，无论是电流，光还是声音。 脑神经元可以小到千分之几毫米，并以二十伏特的电压产生电脉冲。
在研究生的实验中，应该收集基本数据，并将其与应用新技术的结果进行比较，该团队的首席科学顾问Pulkit Grover希望开发该新技术。
格罗弗说：“到目前为止，这是不可能的，而且是一项非常艰巨的任务。” 他领导的六个团队之一参加了下一代非手术神经技术计划（N
3） ，该计划由DARPA于今年启动，耗资1.04亿美元。 格罗弗（Grover）的团队研究电力和超声波；其他团队则使用磁铁或光学器件。 如果其中任何一项成功，其结果将是革命性的。
手术很昂贵，从伦理上讲，要创建超级士兵的手术干预也很困难。 一种不需要手术干预就能阅读思想的设备将为人们提供巨大的可能性。 神经计算机接口（NQI）用于使瘫痪的人返回对身体的部分控制权，并使伊拉克和阿富汗失去肢体的退伍军人可以控制人造肢体。 N
3是美国军方为开发NKI以更积极地使用而进行的第一次认真尝试。 计划N
3的负责人Al Emondi说：“以思想的速度而不是以机械设备的速度来处理单个无人机及其机群，这就是为什么确实需要这些设备的原因。”
加利福尼亚大学洛杉矶分校的计算机专家Jacques J. Vidal最早在1970年代初使用了术语“计算机接口”。 事实证明，它就是其中之一，例如“人工智能”，其定义与它所描述的功能的发展同步发展。 脑电图（EEG）使用放置在头骨上的电极记录大脑活动，可以认为是大脑和计算机之间的第一个界面。 到1990年代末，西部储备区凯斯大学的研究人员使用脑电图解释了瘫痪者的脑电波，这使他能够使用连接到其头骨的电极在计算机上移动光标。
从那时起，积极地开发了从两种类型的大脑（有创和无创）中读取信号的技术。 还开发了利用电信号刺激大脑来治疗诸如癫痫病的设备。 迄今为止，最强大的机制是微电极阵列，即犹他州阵列。 它看起来像一张很小的床，在小手指上的钉子大小只有半个钉子，可以穿透大脑的特定部位。
有一次，在2010年，在外滩（Outer Banks）度假时-北卡罗来纳州沿海的一条狭窄的沙质障碍岛-伊恩·伯克哈特（Ian Burkhart）潜入大海，在沙丘上撞了个头。 他损坏了脊髓，第六颈及以下第六神经失去了功能。 他可以移动肩膀和肘部，但不能移动手和脚。 物理疗法并没有太大帮助。 他问俄亥俄州大学韦克斯纳医学中心的医生是否还能做其他事情。 事实证明，韦克斯纳想与非营利性研究公司巴特尔（Battelle）一起进行一项研究，以找出是否可以使用犹他州断层块使瘫痪者的肢体恢复活动能力。
如果脑电图显示了无数神经元的全部活动，则犹他州阵列可以记录来自少数神经元甚至来自一个神经元的冲动。 2014年，医生将犹他州的阵列植入Burkhart的头部。 该阵列每秒可测量30,000次运动皮层96个点的电场。 一年多的时间里，伯克哈特（Burkhart）每周都要去实验室几次，巴特尔（Battelle）的研究人员训练了信号处理算法来感知他的意图，与此同时，他系统地，深入地思考着他想如何动手。
连接到Burkhart头骨平台上的粗电缆将由犹他州阵列测得的脉冲发送到计算机。 计算机将它们解密，然后将信号传输到一个装有电极并覆盖其右前臂的袖子中。 袖子激活了他的肌肉以进行所需的动作-抓住，提起重物，清空瓶子或从皮夹中取出卡片。
这使Burkhart成为最早通过“神经旁路”恢复肌肉控制能力的人之一。 现在，也参与N
3计划的Battelle正在与他合作，试图找出在没有植入颅骨的情况下是否有可能获得相同的结果。
问题不仅在于创建新设备，还在于开发质量更高的信号处理技术，该技术能够识别从头骨外部感知到的微弱，模糊的信号。 因此，卡内基梅隆大学的团队由电气工程师而不是神经科学家格鲁弗领导。
格罗弗到达卡内基梅隆研究所后不久，他来自匹兹堡大学医学院的朋友邀请他参加癫痫患者的临床会议。 他开始怀疑，从脑电图中可以提取的信息比每个人都想像的要多得多，因此，对外部信号的巧妙操纵会影响大脑的更深层。 几年后，由麻省理工学院神经生物学工程中心的爱德华·博伊登（Edward Boyden）领导的团队发表了一篇引人注目的文章，远远超出了格罗弗（Grover）的最初设想。
博伊登的研究小组将两个高频但略有不同的电信号施加到颅骨的外部。 它们影响神经元的工作，但不是影响位于大脑表面的神经元，而是影响更深层的神经元。 作为一种称为“建设性干扰”的现象的一部分，它们收到了较低频率的信号，从而刺激了神经元的激活。
格罗弗和他的团队现在正在努力扩大博伊登的研究结果，使用位于头骨表面的数百个电极准确地瞄准大脑内部区域的小区域并控制信号，将其从大脑的一部分切换到另一部分而无需移动电极。 格罗弗说，神经科学家几乎不会想到这样的想法。
同时，在约翰霍普金斯大学应用物理实验室（APL），来自Project N
3的另一个团队使用了一种完全不同的方法：接近红外光。
根据现代概念，当神经元发出电信号时，神经组织会膨胀和收缩。 科学家还使用EEG，犹他州阵列或其他技术记录这些信号。 APL戴夫·布洛杰特（Dave Blodget）声称组织的肿胀和收缩可能不是最差的质量信号，并希望创建一种可以测量这些变化的光学系统。
过去的技术无法捕捉到如此微小的身体运动。 但是Blodget及其团队已经表明，当鼠标移动一根触角时，它们能够记录鼠标的神经活动。 触角运动十毫秒后，布洛杰特用他的光学技术记录了相应神经元的激活。 在暴露的神经组织中，他的团队在10微秒内记录了神经元的活动-与犹他州阵列或其他电学方法的速度相同。
下一个要解决的任务是通过头骨的骨头进行记录。 这听起来似乎是不可能的事情：毕竟，头骨对可见光是不透明的。 但是，接近红外线的光可以穿过骨骼。 Blodgett团队使用低能红外激光扫描头骨，并测量这些激光的光散射。 他希望由此可以提取有关神经元活动的信息。 与使用电信号相比，这种方法的证据更少，但是，正是出于这种风险而设计了DARPA程序。
在Battelle，Gaurav Sharma正在开发一种能够穿透
血脑屏障的新型纳米颗粒。 这项技术在DARPA中被称为微创技术。 在纳米粒子中，对磁场敏感的核心被在压力下发电的材料的壳包围。 如果将这些纳米粒子置于磁场中，则粒子的核心将压在外壳上，这将产生小电流。 夏尔玛说，磁场比光更适合穿过头骨发光。 不同的电磁线圈使科学家可以瞄准大脑的某些部位，并且这个过程可以逆转-通过读取信号将电流转换为磁场。
尚不清楚这些方法中的哪一种将成功以及是否成功。 来自N
3的其他团队使用光，电，磁和超声波的各种组合将信号传输到大脑并从外部读取它们。 毫无疑问，所有这些都是非常有趣的。 但是，对于所有这些热情，人们不应忘记五角大楼和Facebook等公司（也发展了NCI）中的情况有多么糟糕，无创NCI引发了许多道德，法律和社会问题。 人脑控制的无人机群如何改变战争的性质？ Emondi，第
3章说，将根据需要使用NKI。 但是，军事上的需要是一个宽松的概念。
八月份，我参观了巴特尔（Battelle）的实验室，伯克哈特（Burkhart）用一个装有150个电极的新袖子工作了几个小时，该电极可以刺激手臂的肌肉。 他和研究人员希望他们能够在不依赖犹他州一系列大脑信号的情况下工作。
伊恩·伯克哈特（Ian Burkhart）和研究员
犹他州阵列由于脊髓受损，很难考虑手臂的运动。 伯克哈特很累。 他告诉我：“一切都按部就班-我认为越活跃，运动就越强大。” -以前，我不必想“张开我的手”-我只是拿起了瓶子。 但是我对结果非常感兴趣-比在场的其他人都更多。” 多亏了他，很容易看出这项技术的潜力。
他说，自从开始使用犹他州地块以来，即使在不使用犹他州地块的时期，他也变得更加强大和灵活。 他几乎已经可以独自生活，每天只需要几个小时的帮助。 “我可以用手多说话。 他说：“我可以拿着电话。” “如果这个项目涉及到每天都可以使用的东西，我将尽可能地使用它。”