تدفع داربا ، الذراع البحثية لوزارة الدفاع ، للعلماء لابتكار طرق لقراءة عقول الجنود على الفور باستخدام أدوات مثل الهندسة الوراثية للدماغ البشري وتكنولوجيا النانو والحزم بالأشعة تحت الحمراء. الهدف النهائي؟ الأسلحة التي تسيطر عليها الفكر ، مثل أسراب من الطائرات بدون طيار التي يرسلها شخص ما إلى السماء بفكر واحد أو القدرة على نقل الصور من دماغ إلى آخر.
أعلنت DARPA (وكالة مشاريع البحوث المتقدمة للدفاع) هذا الأسبوع أن ستة فرق ستحصل على تمويل في إطار برنامج الجيل التالي من تكنولوجيا الأعصاب غير الجراحية (N3). يتم تكليف المشاركين بتطوير التكنولوجيا التي ستوفر قناة ذات اتجاهين للتواصل السريع والسلس بين الدماغ البشري والآلات دون الحاجة إلى جراحة.
قال جاكوب روبنسون ، الأستاذ المساعد في الهندسة الحيوية بجامعة رايس ، الذي يقود أحد الفرق: "تخيل شخصًا يشغل طائرة بدون طيار أو شخصًا ربما يحلل الكثير من البيانات".
"هناك هذا الكمون ، حيث إذا كنت أرغب في التواصل مع جهازي ، فيجب علي إرسال إشارة من عقلي لتحريك أصابعي أو تحريك فمي لأمر شفهي ، وهذا يحد من السرعة التي يمكنني التفاعل معها النظام السيبراني أو النظام المادي. لذا فكرنا أنه يمكننا تحسين سرعة التفاعل هذه ".
وقال روبنسون إن ذلك قد يكون حاسماً لأن الآلات الذكية وموجة المد من البيانات تهدد بإرباك البشر ، وقد تجد في نهاية المطاف تطبيقات في المجالات العسكرية والمدنية على حد سواء.
تقدم السيطرة على العقل
في حين كانت هناك اختراقات في قدرتنا على قراءة وحتى كتابة المعلومات إلى الدماغ ، فقد اعتمدت هذه التطورات بشكل عام على زراعة الدماغ في المرضى ، مما سمح للأطباء بمراقبة حالات مثل الصرع.
جراحة الدماغ محفوفة بالمخاطر للغاية لتبرير مثل هذه الواجهات في الأشخاص القادرين على العمل. ونهج مراقبة الدماغ الخارجية الحالية مثل تخطيط الدماغ (EEG) - حيث يتم ربط الأقطاب مباشرة بفروة الرأس - غير دقيقة للغاية. على هذا النحو ، تحاول DARPA تحفيز اختراق في واجهات الدماغ والحاسوب غير الغازية أو التدخل الجراحي البسيط (BCIs).
وقال روبنسون ، الذي لا يتوهم حجم مقياس التحدي.
قال لـ Live Science: "عندما تحاول التقاط نشاط الدماغ من خلال الجمجمة ، من الصعب معرفة من أين تأتي الإشارات ومتى وأين يتم توليد الإشارات". "لذا فإن التحدي الكبير هو ، هل يمكننا دفع الحدود المطلقة لقرارنا ، سواء في المكان والزمان؟"
تعديل أدمغة الإنسان وراثيا
للقيام بذلك ، يخطط فريق روبنسون لاستخدام فيروسات معدلة لإيصال المواد الوراثية إلى الخلايا - تسمى المتجهات الفيروسية - لإدخال الحمض النووي في عصبونات معينة تجعلها تنتج نوعين من البروتينات.
النوع الأول من البروتين يمتص الضوء عند إطلاق العصبون ، مما يجعل من الممكن اكتشاف النشاط العصبي. سترسل سماعة الرأس الخارجية شعاعًا من ضوء الأشعة تحت الحمراء الذي يمكن أن يمر عبر الجمجمة إلى الدماغ. ثم تقوم الكواشف المتصلة بسماعة الرأس بقياس الإشارة الدقيقة المنعكسة من أنسجة الدماغ لتكوين صورة للدماغ. بسبب البروتين ، ستظهر المناطق المستهدفة أغمق (امتصاص الضوء) عندما تطلق الخلايا العصبية ، مما يولد قراءة لنشاط الدماغ التي يمكن استخدامها لمعرفة ما يراه الشخص أو يسمعه أو يحاول القيام به.
يرتبط البروتين الثاني بالجسيمات النانوية المغناطيسية ، لذلك يمكن تحفيز الخلايا العصبية مغناطيسيًا على إطلاق النار عندما تولد سماعة الرأس مجالًا مغناطيسيًا. يمكن استخدام هذا لتحفيز الخلايا العصبية للحث على صورة أو صوت في عقل المريض. كدليل على المفهوم ، تخطط المجموعة لاستخدام النظام لنقل الصور من "القشرة البصرية لشخص ما إلى شخص آخر.
قال روبنسون: "إن القدرة على فك تشفير أو ترميز التجارب الحسية أمر نفهمه جيدًا نسبيًا". "على حافة النزيف من العلم ، أعتقد أننا هناك إذا كان لدينا التكنولوجيا للقيام بذلك."
التحدث إلى الطائرات بدون طيار
تواجه مجموعة من معهد الأبحاث غير الربحي باتيل تحديًا أكثر طموحًا. تريد المجموعة السماح للبشر بالتحكم في العديد من الطائرات بدون طيار باستخدام أفكارهم بمفردهم ، بينما تذهب التعليقات حول أشياء مثل التسارع والموقف مباشرة إلى الدماغ.
قال كبير الباحثين غوراف شارما ، الذي يقود الفريق: "عصي التحكم ومؤشرات الكمبيوتر هي أجهزة أحادية الاتجاه إلى حد ما". "لكننا نفكر الآن في أن شخصًا واحدًا يتحكم في عدة طائرات بدون طيار ، وهي ذات اتجاهين ، لذلك إذا كانت الطائرة بدون طيار تتحرك يسارًا ، فستحصل على إشارة حسية إلى دماغك تخبرك أنها تتحرك يسارًا."
تعتمد خطة المجموعة على جسيمات نانوية مصممة خصيصًا ذات نوى مغناطيسية وأصداف خارجية كهرضغطية ، مما يعني أن الأصداف يمكنها تحويل الطاقة الميكانيكية إلى كهربائية والعكس صحيح. سيتم حقن الجسيمات أو إعطاؤها عن طريق الأنف ، وستوجهها المجالات المغناطيسية إلى عصبونات معينة.
عندما تطبق سماعة رأس مصممة مجالًا مغناطيسيًا على الخلايا العصبية المستهدفة ، فإن النواة المغناطيسية ستتحرك وتضغط على الغلاف الخارجي لتوليد نبضة كهربائية تجعل النار العصبية. تعمل العملية أيضًا بشكل عكسي ، حيث يتم تحويل النبضات الكهربائية من الخلايا العصبية المشتعلة إلى حقول مغناطيسية صغيرة تلتقطها أجهزة الكشف في سماعة الرأس.
يعترف شارما بأن ترجمة هذه العملية إلى التحكم في الطائرات بدون طيار لن يكون أمرًا بسيطًا ، ولكنه يستمتع بالتحدي الذي وضعته داربا. وقال "الدماغ هو الحدود النهائية في العلوم الطبية". "نحن لا نفهم إلا القليل عنها ، وهو ما يجعل من المثير للغاية إجراء بحث في هذا المجال."
