研发脑—机接口设备 美砸巨资打造“超级士兵”

根据美国有趣科学网站26日的一份报告，美国国防部下属机构美国国防部高级研究计划局(DARPA)正在向科学家提供资金支持，利用基因编辑、纳米技术和红外光束等技术和工具，开发更高效、无创的脑-机接口设备。士兵可以戴上这些装置，把他们的大脑信号转换成指令，这样他们就可以用大脑来控制武器。例如，用一瞬间的想法把无人驾驶飞机送上天空；或者把图像从一个大脑传送到另一个大脑，等等。

英国《每日邮报》26日也报道说，这项新技术可以控制无人驾驶飞行器，监控安全网络和通信。此外，该设备可以采取头盔的形式(读取来自用户大脑的信号)。美国国防部高级研究计划局希望在4年内开发出相关设备的原型。

投入巨资开发脑机接口

美国国防部高级研究计划局最近宣布，六个团队将从其正在进行的“下一代非外科神经技术”(N3)项目中获得资助。这六个团队的任务是开发技术，为人脑和机器之间无需手术的快速无缝通信提供双向通道。据报道，目前两个队分别获得1800万美元和1950万美元。

莱斯大学生物工程助理教授雅各布·罗宾逊领导了其中一个团队。他说:“如果我想和机器交流，我必须从我的大脑、手或嘴里发出信号来发出口头命令，这限制了我与网络系统或物理系统的互动速度。所以问题是，我们如何提高互动的速度？”

罗宾逊说，寻找方法是至关重要的，因为智能机器和激增的数据可能会淹没人类，这些方法和工具最终有望在军事和民用领域找到“有用的地方”。

提高控制思想的能力

尽管我们向大脑读取甚至写入信息的能力已经取得了一些突破，但这些进步通常依赖于医生植入患者大脑的设备，这种设备使医生能够监测诸如癫痫等疾病。

对正常人来说，脑外科手术太危险了。然而，通过当前的外部脑监测方法获得的数据，例如电极直接附着在头皮上的脑电图(EEG)，是极其不准确的。因此，美国国防部高级研究计划局正试图在无创或微创脑-机接口(BCI)方面取得突破。

美国国防部高级研究计划局表示，它希望研究小组能够开发新技术来避免这些外科手术方法，并开发能够通过接近用户的大脑来读取大脑信号的硬件。这些非手术方法的范围从使用超声波技术读取大脑中的电信号到“微创”吞咽“纳米传感器”的模式，以帮助大脑与头盔上的收发器进行通信。

“如果N3获得成功，我们最终将拥有一个可穿戴的神经接口系统，该系统可以在几毫米内与大脑进行通信，并将神经技术从临床转移到国家安全和其他应用领域，”N3项目经理埃尔·埃莫迪(El Emodi)表示。美国国防部高级研究计划局正在为无人系统、人工智能和网络操作的未来做准备。"

微调人脑

罗宾逊说，他们对一个可以在16个独立的豌豆大小的大脑区域读写信号的系统感兴趣。

他解释道:“当你试图通过头骨捕捉大脑活动时，很难知道信号来自哪里以及何时产生。因此，我们需要微调人脑。”

为了做到这一点，罗宾逊的团队计划使用改良的病毒(病毒载体)将遗传物质传递到细胞中，将DNA插入特定的神经元，从而产生两种蛋白质。

当神经元放电时，第一种蛋白质吸收光，使得检测神经活动成为可能。外部耳机发出一束红外光，穿过头骨进入大脑。然后，连接到耳机上的探针将测量从脑组织反射的微小信号，以创建大脑图像。因为蛋白质吸收光，当神经元放电时，目标区域会变暗，产生一个大脑活动的读数，科学家可以用这个读数来计算人们看到、听到或试图做什么。

第二种蛋白质与磁性纳米粒子相连，所以当耳机产生磁场时，它们可以磁性刺激神经元放电。这可以用来刺激神经元在病人的大脑中产生图像或声音。该团队计划使用该系统将图像从一个人的视觉皮层转移到另一个人的视觉皮层。

用意念控制无人机

非营利研究机构巴特尔研究所的一个团队正在迎接一个更大的挑战。该组织希望人类能够用自己的大脑控制多架无人驾驶飞行器，加速度和位置的信息将直接反馈到大脑。

该团队的高级研究员戈拉夫·夏尔马说:“操纵杆和电脑光标或多或少是单向设备，但现在我们认为一个人控制多个无人机，而且是双向的。因此，如果无人机向左移动，一个感觉信号将会传回你的大脑，告诉你无人机正在向左移动。”

据报道，国防高级研究计划局还将与埃隆·马斯克创建的“神经链接”公司合作，开发一种可行的脑-机接口。最新文件显示，“神经链接”已经从5100万美元的融资目标中筹集了3900万美元，但我们必须等待，看看最终开发的设备会是什么样子。

(北京，5月28日，《科技日报》)