国防総省の研究部門であるDARPAは、人間の脳の遺伝子工学、ナノテクノロジー、赤外線ビームなどのツールを使用して兵士の心を瞬時に読み取る方法を発明するために科学者にお金を払っています。最終目標は？思考制御された武器。誰かが1つの思考で脳に送る、または1つの脳から別の脳に画像を送信する機能を持つ、ドローンの群れのような。
今週、DARPA（国防高等研究計画局）は、6つのチームが次世代非外科神経工学（N3）プログラムの下で資金を受け取ると発表しました。参加者は、外科手術を必要とせずに人間の脳と機械の間の迅速でシームレスな通信のための双方向チャネルを提供する技術の開発を任されています。
「ドローンを操作している人や、多くのデータを分析している人を想像してみてください」と、チームの1つを率いるライス大学の生物工学の助教授であるジェイコブロビンソン氏は語った。
「このレイテンシがあり、マシンと通信したい場合、脳から信号を送信して指を動かすか口を動かして口頭のコマンドを実行する必要があります。これにより、どちらかと対話できる速度が制限されます。サイバーシステムまたは物理システムです。ですから、その相互作用の速度を向上させることができるかもしれません。」
ロビンソン氏によると、スマートマシンとデータの津波が人間を圧倒する恐れがあり、最終的には軍事と民間の両方の分野でアプリケーションを見つけることができるため、これは重要になる可能性があるという。
マインドコントロールの進歩
脳への情報の読み取りや書き込みさえできるようになった私たちの能力には画期的な進歩がありましたが、これらの進歩は一般に患者の脳インプラントに依存しており、医師がてんかんなどの状態を監視できるようにしています。
しかし、脳の手術はリスクが高すぎて、健常者にそのようなインターフェースを正当化することはできません。また、脳波（EEG）のような現在の外部脳モニタリングアプローチは、電極が頭皮に直接取り付けられているため、あまりに不正確です。そのため、DARPAは非侵襲的または低侵襲の脳コンピュータインターフェイス（BCI）の突破口を広げようとしています。
エージェンシーは、エンドウ豆のサイズの脳の塊の16の独立した場所に4年以内に50ミリ秒以下の遅れで読み書きできるシステムに興味があるとロビンソン氏は言う。チャレンジ。
「頭蓋骨を通して脳の活動を捉えようとするとき、信号がどこから来て、いつどこで信号が生成されているのかを知るのは難しい」と彼はLive Scienceに語った。 「したがって、大きな課題は、空間と時間の両方で、解像度の絶対的な限界を押し上げることができるかどうかです。」
人間の脳を遺伝子操作する
これを行うために、ロビンソンのチームは、遺伝物質をウイルスベクターと呼ばれる細胞に送達するように改変されたウイルスを使用して、2種類のタンパク質を生成させる特定のニューロンにDNAを挿入することを計画しています。
最初のタイプのタンパク質は、ニューロンが発火しているときに光を吸収するため、神経活動を検出することができます。外付けヘッドセットは、頭蓋骨を通過して脳に入る赤外線ビームを送信します。ヘッドセットに取り付けられた検出器は、脳組織から反射される小さな信号を測定して、脳の画像を作成します。タンパク質があるため、ニューロンが発火しているとき、標的領域はより暗く（光を吸収して）見え、人が見ている、聞いている、またはしようとしていることを理解するために使用できる脳活動の読み取りを生成します。
2番目のタンパク質は磁性ナノ粒子につながっているので、ヘッドセットが磁場を生成すると、ニューロンが磁気的に刺激されて発火します。これは、ニューロンを刺激して、患者の心にイメージまたは音を誘発するために使用できます。概念実証として、グループはこのシステムを使用して、ある人の視覚皮質から別の人の視覚皮質に画像を送信することを計画しています。
「感覚体験をデコードまたはエンコードできることは、私たちが比較的よく理解していることです」とロビンソン氏は語った。 「最先端の科学において、それを行う技術があれば私たちはそこにいると思います。」
ドローンと話す
非営利の研究機関であるBattelleのグループが、より野心的な課題に取り組んでいます。このグループは、人間が自分の思考だけを使用して複数のドローンを制御できるようにし、加速度や位置などのフィードバックを直接脳に伝えたいと考えています。
「ジョイスティックとコンピューターカーソルは多かれ少なかれ一方向のデバイスです」とチームを率いる主任研究科学者のGaurav Sharmaは言いました。 「しかし、私たちは1人で複数のドローンを制御することを考えています。それは双方向であるため、ドローンが左に動いている場合、左に動いていることを知らせる感覚信号を脳に戻します。」
このグループの計画は、磁性コアと圧電外殻を備えた特別に設計されたナノ粒子に依存しています。これは、殻が機械的エネルギーを電気的エネルギーに、またはその逆に変換できることを意味します。粒子は注射または経鼻投与され、磁場がそれらを特定のニューロンに誘導します。
特別に設計されたヘッドセットが対象のニューロンに磁場をかけると、磁気コアが移動して外殻に応力を加え、ニューロンを発火させる電気インパルスを生成します。このプロセスは逆にも機能し、発火ニューロンからの電気インパルスが小さな磁場に変換され、ヘッドセットの検出器によってピックアップされます。
そのプロセスを無人偵察機の制御に変換することは簡単ではないだろうとシャルマは認めますが、彼はDARPAが提示した課題を楽しんでいます。 「脳は医学の最後のフロンティアです」と彼は言った。 「私たちはそれをほとんど理解していません。そのため、この分野で研究を行うことは非常に刺激的です。
