На днях IEEE Spectrum рассказали о новом заказе DARPA. Он входит в тематическую программу по нейроинженерии и разработке соответствующих систем, которой занимается Управление.

/ фото gomessda CC


Программа NESD (Neural Engineering System Design) была запущена еще в начале 2016 года. В ее цели и задачи входит разработка имплантируемых нейроинтерфейсов нового поколения (объемом до 1 кубического сантиметра).

Это — достаточно высокая планка, достижение которой требует существенного прогресса в ряде смежных дисциплин вроде неврологии, синтетической биологии, работы по направлению маломощной электроники и настоящих «прорывов» в других смежных сферах научной деятельности.

На данный момент не существует даже близких аналогов подобного нейроинтерфейса, которые могли бы похвастаться возможностью обработки сигнала хотя бы тысячи нейронов. Основная работа, которая велась в этом на правлении, была сосредоточена вокруг темы роботизированных протезов. В этой сфере удалось наладить получение и обработку сигнала всего с нескольких сотен нейронов.

Управление подчеркивает, что 1 млн — это только начало. Мозг человека содержит приблизительно 86 миллиардов нейронов. Эта величина пока не обсуждается, но и на практическом уровне запись сигнала с такого количества источников не представляет какого-либо смысла. Изучение сложных процессов, связанных с работой мозга, и разработка нейроинтерфейсов будут идти в итеративном режиме.

Правительственный грант на реализацию задач NESD был распределен между рядом команд. Например, стартап Paradromics будет заниматься разработкой шины Neural Input-Output Bus (NIOB). Согласно заявлениям руководства проекта, план по «поддержке» 1 млн нейронов будет реализован.

С практической точки зрения подобные разработки означают значительное продвижение в терапевтических процедурах. Разработки вроде NIOB позволят получать данные от участков мозга, отвечающих за обработку звуковых сигналов. Практика в данной нише позволит в значительной степени прояснить то, как мозг оперирует семантическими структурами более высокого уровня. Например, «декодировать» процесс восприятия музыкальных произведений, где голос исполнителя и музыка «сведены» в единую композицию.

Универсальный характер шины сделает возможной работу и с другими участками мозга — для этого потребуется соответствующее ПО.

Аналогичный подход сбора данных по «нейрокрупицам» (neurograins) исповедует команда (участник NESD) Брауновского университета — одного из наиболее престижных учебных заведений США. Основная проблема, с которой придется столкнуться ученым, заключается в разработке высокопроизводительной системы, связывающей десятки тысяч «нейрокрупиц» между собой.

В рамках этого проекта предстоит решить не только вопросы герметичности и безопасности самого импланта, но и работы с существенными объемами данных, получаемых с помощью нейроинтерфейса, плюс задачи не только «вывода», но и «ввода» данных с помощью разрабатываемого нейроинтерфейса.