DARPA, cabang penelitian Departemen Pertahanan, membayar para ilmuwan untuk menemukan cara membaca pikiran prajurit secara instan menggunakan alat-alat seperti rekayasa genetika otak manusia, nanoteknologi, dan sinar inframerah. Tujuan akhir? Senjata yang dikendalikan pikiran, seperti segerombolan drone yang dikirimkan seseorang ke langit dengan satu pemikiran atau kemampuan untuk mengirimkan gambar dari satu otak ke otak lain.
Minggu ini, DARPA (Defense Advanced Research Projects Agencys) mengumumkan bahwa enam tim akan menerima dana di bawah program Nonsurgical Neurotechnology (N3) Next-Generation. Peserta ditugaskan untuk mengembangkan teknologi yang akan menyediakan saluran dua arah untuk komunikasi yang cepat dan tanpa batas antara otak manusia dan mesin tanpa memerlukan operasi.
"Bayangkan seseorang yang mengoperasikan drone atau seseorang yang mungkin menganalisis banyak data," kata Jacob Robinson, asisten profesor bioteknologi di Rice University, yang memimpin salah satu tim.
"Ada latensi ini, di mana jika saya ingin berkomunikasi dengan mesin saya, saya harus mengirim sinyal dari otak saya untuk menggerakkan jari-jari saya atau menggerakkan mulut saya untuk membuat perintah lisan, dan ini membatasi kecepatan di mana saya dapat berinteraksi dengan sistem cyber atau sistem fisik. Jadi pemikirannya mungkin kita dapat meningkatkan kecepatan interaksi itu. "
Itu bisa sangat penting karena mesin pintar dan gelombang pasang data mengancam akan membanjiri manusia, dan pada akhirnya bisa menemukan aplikasi di wilayah militer dan sipil, kata Robinson.
Meningkatkan kontrol pikiran
Sementara ada terobosan dalam kemampuan kita untuk membaca dan bahkan menulis informasi ke otak, kemajuan ini umumnya bergantung pada implan otak pada pasien, memungkinkan dokter untuk memantau kondisi seperti epilepsi.
Namun, operasi otak terlalu berisiko untuk menjustifikasi antarmuka seperti itu pada orang yang sehat; dan pendekatan pemantauan otak eksternal saat ini seperti electroencephalography (EEG) - di mana elektroda melekat langsung ke kulit kepala - terlalu tidak akurat. Dengan demikian, DARPA sedang mencoba untuk memacu terobosan dalam antarmuka otak-komputer yang noninvasif atau invasif minimal (BCIs).
Badan tersebut tertarik pada sistem yang dapat membaca dan menulis ke 16 lokasi independen dalam sepotong otak seukuran kacang dengan jeda tidak lebih dari 50 milidetik dalam waktu empat tahun, kata Robinson, yang tidak memiliki ilusi tentang skala tantangan.
"Ketika Anda mencoba menangkap aktivitas otak melalui tengkorak, sulit untuk mengetahui dari mana sinyal berasal dan kapan dan di mana sinyal tersebut dihasilkan," katanya kepada Live Science. "Jadi tantangan besarnya adalah, bisakah kita mendorong batas absolut dari resolusi kita, baik dalam ruang dan waktu?"
Memperbaiki otak manusia secara genetis
Untuk melakukan ini, tim Robinson berencana untuk menggunakan virus yang dimodifikasi untuk mengirimkan materi genetik ke dalam sel - disebut vektor virus - untuk memasukkan DNA ke dalam neuron spesifik yang akan membuat mereka menghasilkan dua jenis protein.
Jenis protein pertama menyerap cahaya ketika neuron menembak, yang memungkinkan untuk mendeteksi aktivitas saraf. Headset eksternal akan mengirimkan seberkas cahaya inframerah yang dapat melewati tengkorak dan masuk ke otak. Detektor yang terpasang pada headset kemudian akan mengukur sinyal kecil yang dipantulkan dari jaringan otak untuk membuat gambar otak. Karena protein, area yang ditargetkan akan tampak lebih gelap (menyerap cahaya) ketika neuron ditembakkan, menghasilkan pembacaan aktivitas otak yang dapat digunakan untuk mengetahui apa yang dilihat, didengar, atau coba dilakukan orang tersebut.
Protein kedua ditambatkan ke partikel nano magnetik, sehingga neuron dapat dirangsang secara magnetis untuk menembak ketika headset menghasilkan medan magnet. Ini dapat digunakan untuk menstimulasi neuron sehingga menginduksi gambar atau suara dalam pikiran pasien. Sebagai bukti konsep, kelompok berencana untuk menggunakan sistem untuk mengirimkan gambar dari 'korteks visual satu orang ke orang lain.
"Mampu memecahkan sandi atau menyandikan pengalaman sensorik adalah sesuatu yang kita pahami dengan relatif baik," kata Robinson. "Di ujung sains yang berdarah, saya pikir kita ada di sana jika kita memiliki teknologi untuk melakukannya."
Berbicara dengan drone
Sekelompok dari lembaga penelitian nirlaba Battelle mengambil tantangan yang lebih ambisius. Kelompok ini ingin membiarkan manusia mengendalikan banyak drone menggunakan pikiran mereka sendiri, sementara umpan balik tentang hal-hal seperti akselerasi dan posisi langsung ke otak.
"Joystick dan kursor komputer kurang lebih adalah perangkat satu arah," kata ilmuwan riset senior Gaurav Sharma, yang memimpin tim. "Tapi sekarang kita sedang memikirkan satu orang mengendalikan beberapa drone; dan itu dua arah, jadi jika drone itu bergerak ke kiri, Anda mendapatkan sinyal sensorik kembali ke otak Anda mengatakan kepada Anda bahwa itu bergerak ke kiri."
Rencana kelompok bergantung pada nanopartikel yang dirancang khusus dengan inti magnetik dan cangkang luar piezoelektrik, yang berarti cangkang dapat mengubah energi mekanik menjadi listrik dan sebaliknya. Partikel-partikel akan disuntikkan atau diberikan melalui hidung, dan medan magnet akan memandu mereka ke neuron tertentu.
Ketika headset yang dirancang khusus menerapkan medan magnet ke neuron yang ditargetkan, inti magnetik akan bergerak dan memberikan tekanan pada kulit luar untuk menghasilkan impuls listrik yang membuat neuron menyala. Proses ini juga bekerja secara terbalik, dengan impuls listrik dari neuron penembakan dikonversi menjadi medan magnet kecil yang diambil oleh detektor di headset.
Menerjemahkan proses itu ke dalam mengendalikan drone tidak akan mudah, mengakui Sharma, tetapi dia menikmati tantangan yang telah disiapkan oleh DARPA. "Otak adalah perbatasan terakhir dalam ilmu kedokteran," katanya. "Kami sangat sedikit memahaminya, yang membuatnya sangat menarik untuk melakukan penelitian di bidang ini."
