多年來，美國國防部下的高級研究計劃署（簡稱DARPA）一直在研究如何為身體或大腦存在殘疾的士兵提供技術解決方案。在這方面，DARPA已經(jīng)資助了很多相關的研究項目，比如能夠與神經(jīng)系統(tǒng)相連接的假肢，以及能夠治療創(chuàng)作后應激障礙的大腦植入物等等。

　　隨著部隊的作戰(zhàn)方式逐漸發(fā)生變化，DARPA的研究方向也做出了相應調整。在日前的DARPA六十周年慶典上，有發(fā)言人描述了神經(jīng)科學研究的下一個方向，即為健康士兵提供“超能力”的技術。

　　DARPA最新的神經(jīng)項目主管Al Emondi表示：“戰(zhàn)士們需要新的方式與機器進行連接與互操作。但到目前為止，大多數(shù)技術都需要以手術方式實現(xiàn)。我們希望能夠探尋出新的實現(xiàn)方法?！?/p>

　　據(jù)介紹，下一代無手術神經(jīng)計劃（簡稱N3）重點在于探索在不對人體進行布線或植入的前提下，在大腦與外部機器之間傳輸高保真信號。該項計劃于今年3月公布，Emondi目前正在挑選符合計劃資助要求的研究人員。他在接受采訪時表示，預計選擇結果將在2019年年初正式公布。

　　DARPA生物技術辦公室主任Justin Sanchez表示，N3計劃帶來的概念驗證技術也有望以消費品的形式出現(xiàn)。他認為，“這將催生出新的產(chǎn)業(yè)?！?/p>

　　目前，N3計劃的研究方向主要是兩個：其一，開發(fā)研究完全無需植入的技術；其二，開發(fā)“微侵入”式技術。

　　下面對這兩類技術做一點解釋：

　　完全無侵入式技術

　　事實上，在DARPA之外，目前已經(jīng)存在了大量非侵入式神經(jīng)技術。例如將計算機簡單旋轉在頭皮上以繪制腦電圖，這種技術數(shù)十年來一直用于讀取大腦信號，或者通過顱直流電刺激進行抑郁癥治療或提高運動能力。

　　但Sanchez表示，這些現(xiàn)有技術無法為DARPA設想的應用場景提供足夠精確的傳輸能力。N3計劃旨在實現(xiàn)新的非侵入式技術，它將匹配目前僅可通過嵌入腦組織植入的電極實現(xiàn)與神經(jīng)元的直接對接——當神經(jīng)元被“激發(fā)”時，裝置即可記錄電信號活動或觸發(fā)射擊等其它操作。

　　圖片比較了現(xiàn)有大腦接口技術與未來可能出現(xiàn)的新方案

　　N3計劃要求非侵入式技術能夠讀取信號，并將信息寫入1立方毫米體積的腦組織內，這整個過程需要在10毫秒內完成。為了在頭骨隔斷的情況下實現(xiàn)上述目標，Emond表示研究人員必須以新的方法檢測神經(jīng)活動。對此，他提出了以下疑問：“當某一神經(jīng)元被激發(fā)時，其反射率就會發(fā)生改變——我們能否捕捉到對應的光學信號？此外，在激發(fā)時，其實際上會發(fā)出聲波——我們能否捕捉到這一聲學信號？”他表示，這正是難點所在。

　　微侵入式技術

　　這一概念由DARPA提出，旨在與“微創(chuàng)”概念區(qū)別開來——微創(chuàng)在醫(yī)學上通常代表著內腔鏡手術方法。但DARPA認為，他們所研究的大腦對接技術應該不需要這種小型切口。

　　相反，微侵入式技術主要通過注射藥劑、藥丸甚至鼻腔噴霧的形式進入體內。Emondi設想，可以旋轉在神經(jīng)元內部的“納米換能器”，使其能夠在電子信號發(fā)射時將電信號轉換成可通過顱骨捕捉到的其它類型的信號。

　　據(jù)透露，在這項為期四年的計劃結束時，DARPA希望所有研究人員都能夠通過“國防相關任務”的形式演示其技術成果。例如，演示者可能會利用大腦信號來駕駛無人機或控制戰(zhàn)斗機模擬器（作為一名癱瘓的女性，Jan Scheuermann于2015年就利用腦部植入物實現(xiàn)了這一操作）。

　　當被問及這種技術的主要應用時，Emondi表示他希望能夠將這種技術應用于“主動網(wǎng)絡防御”方面——即利用這項技術讓安全專家真正感受到入侵。他指出，“這意味著我們不再是在網(wǎng)上，而是在網(wǎng)中。”

　　目前，N3計劃開發(fā)出的一切成果都只屬于概念驗證方案，且需要首先獲得監(jiān)管部門的批準方可廣泛應用于士兵或公眾群體當中。不過考慮到硅谷的不少巨頭級企業(yè)也致力于神經(jīng)技術，消費級大腦設備的推出似乎已經(jīng)為期不遠。

　　DARPA的Sanchez表示，降低人機接口技術的門檻將開啟一個新的時代。他說：“我們可以設想一下，一旦這項技術得到廣泛應用，將帶來怎樣的未來前景，但這恐怕也會在社會中引起爭議——比如，您打算怎樣對待自己的大腦？”