MEGACHIROTTERA: DARPA PORTARE LA NEUROTECNOLOGIA NEL NUOVO TERRITORIO

lunedì 16 settembre 2019

DARPA PORTARE LA NEUROTECNOLOGIA NEL NUOVO TERRITORIO

Con la nuova tecnologia di interfaccia, il rapporto uomo-macchina si sta approfondendo

Di Justin Sanchez e Robbin Miranda

In un laboratorio all'Università dello Utah, la mano sinistra virtuale di Doug allungò la mano e toccò la porta virtuale per solo un secondo prima che la richiudesse rapidamente. Pochi istanti dopo, allungò di nuovo le sue dita virtuali e le fece scorrere lungo la venatura del legno simulata della superficie della porta.

"Ho appena sentito quella porta", disse Doug con un sussulto. "È così bello."

Doug è una delle prime persone ad aver interagito in modo tangibile con un mondo virtuale, usando la sua mente per guidare il suo avatar in uno spazio virtuale e sentendo il contatto di quell'incarnazione virtuale direttamente nel suo cervello. Per Doug, è stato come se la sua mano in carne e ossa ha toccato una vera porta di legno.

Più sorprendente di questo è che a Doug manca la mano sinistra e una parte del braccio sinistro a causa di un incidente che è accaduto tanto tempo fa. Un quarto di secolo dopo, come partecipante alla ricerca volontaria nel programma Hand Proprioception e Touch Interfaces della DARPA - soprannominato HAPTIX - Doug provò vere sensazioni tattili.

Doug è uno dei primi tester di un'interfaccia nervosa periferica impiantata. Quando immagina di muovere il braccio e la mano mancanti, i segnali del suo cervello scendono verso i nervi e i muscoli periferici dell'arto residuo. L'interfaccia legge i segnali neurali di pianificazione del movimento di Doug e quindi utilizza una serie di algoritmi mediante i quali l'interfaccia "impara" a tradurre i segnali in una serie di controlli di movimento che un computer trasmette a una mano virtuale.

Questa interfaccia va oltre i precedenti sistemi unidirezionali che consentivano a Doug di muovere un arto protesico virtuale o addirittura fisico solo dal pensiero, poiché con quei sistemi non poteva ricevere un feedback tattile. Il programma HAPTIX ha chiuso l'anello e ha reso possibile agli utenti delle protesi degli arti superiori di riguadagnare le sensazioni tattili di pressione e consistenza. I ricercatori del programma HAPTIX stanno perfezionando l'esperienza dell'utente fornendo sensazioni sfumate. La ricerca potrebbe rivelarsi trasformativa per gli amputati e, man mano che il sistema migliorerà, potrebbe anche offrire opportunità alle persone abili di interagire con macchine e spazi virtuali in modi senza precedenti.

Quanto è importante il tocco? Immagina di provare a usare una mano protesica per maneggiare una delicata lampadina, applicando abbastanza pressione e finezza da avvitarlo a una presa, ma non tanto da distruggere la lampadina. Senza feedback al tocco, l'utente di un arto protesico deve fare affidamento esclusivamente sulle informazioni visive, che è un modo scarso di misurare la forza, per interagire con un oggetto esterno.

Con feedback tattile, qualcuno come Doug può manipolare oggetti e muoversi in modo più sicuro e teoricamente può portare a termine compiti al buio o con gli occhi chiusi.

Un uomo di nome Nathan ha dimostrato questo punto. Nathan è stato paralizzato in un incidente automobilistico nel 2004. Da allora ha vissuto con una segnalazione alterata tra il suo cervello e il sistema nervoso periferico, un deficit che preclude la candidatura per un'interfaccia nervosa periferica. Dodici anni dopo il suo infortunio, Nathan ha colto l'occasione per offrirsi volontario per essere impiantato con un'interfaccia diretta al suo sistema nervoso centrale. Ora contribuisce al programma Revolutionary Prosthetics di DARPA, aiutando i ricercatori a testare la tecnologia per il controllo sensomotorio complesso di arti protesici e altri dispositivi.

Con elettrodi sul suo motore e cortecce somatosensoriali - le aree del cervello che controllano il movimento e la sensazione al tatto - Nathan può controllare un braccio protesico usando solo i suoi pensieri e può sentire ciò che il braccio tocca tramite segnali dai sensori incorporati sulle dita protesiche.

La tecnologia è attualmente abbastanza precisa da consentire a Nathan di distinguere i contatti con le singole dita. Durante gli esperimenti del 2016 presso il Medical Center dell'Università di Pittsburgh, Nathan con gli occhi bendati ha correttamente identificato quali dita su un braccio protesico venivano premute da un ricercatore, e poteva persino dire quando il ricercatore ha impegnato due dita contemporaneamente.

"A volte sembra elettrico, a volte è una pressione, ma per la maggior parte, posso dire la maggior parte delle dita con una precisione definita", ha detto Nathan a un giornalista del Washington Post per un articolo del 13 ottobre 2016. "Sembra che le mie dita vengano toccate o spinte."

Il concetto di "interazione uomo-computer" iniziò a circolare intorno alla DARPA nel 1960, quando lo scienziato informatico J.C.R. Licklider pubblicò la sua visione di come un giorno i computer potessero aumentare le capacità umane. Come direttore dell'Ufficio Tecniche di elaborazione delle informazioni dell'agenzia, Licklider ha guidato lo sviluppo di una suite di tecnologie per la visualizzazione, l'elaborazione, la condivisione e l'interazione con le informazioni. Basandosi sull'idea che esseri umani e computer potrebbero avere una relazione simbiotica che ha prodotto una somma maggiore delle sue parti, queste tecnologie alla fine hanno costituito le basi dell'esperienza di Internet e del personal computer di oggi.

DARPA ha investito oltre $ 500 milioni a sostegno dell'Iniziativa per il cervello della Casa Bianca da quando è stata annunciata nel 2013. Questo investimento federale ha accelerato lo sviluppo di neurotecnologie innovative con il potenziale per migliorare la salute umana e cambiare il modo in cui le persone vivono, lavorano e giocano. Tra le scoperte realizzate con il finanziamento DARPA c'è stato lo sviluppo del metodo CLARITY da parte dei ricercatori dell'Università di Stanford, che consente di studiare il tessuto cerebrale intatto con ricchi dettagli tridimensionali e rende possibile una migliore comprensione del funzionamento dei processi cerebrali.

Negli anni '70, la visione di Licklider ispirò la prima ricerca di DARPA sulle interazioni uomo macchina facilitata da interfacce neurali dirette. Una serie iniziale di esperimenti ha esplorato la capacità dei sensori non invasivi di misurare le risposte agli stimoli sensoriali sperimentati durante l'esecuzione di compiti. All'epoca, la tecnologia abilitante per interagire in modo significativo con il cervello non esisteva ancora, e quindi i risultati della ricerca erano marginali. Ma quella situazione iniziò a cambiare alla fine degli anni '90 con l'accumulo di progressi nei sistemi di informazione, nella scienza dei materiali e nei sensori per studiare la struttura e la funzione del cervello a un nuovo livello di dettaglio.

All'inizio degli anni 2000, DARPA ha iniziato a investire pesantemente in neurotecnologia.

L'agenzia ha istituito il programma Brain-Machine Interfaces per registrare modelli di attività neurale in modelli animali e decodificare gli stati neurali associati alla formazione della memoria, alla percezione sensoriale e all'intenzione motoria.

Quando la ricerca si è spostata sull'uomo, la capacità di un utente di osservare direttamente le uscite del decodificatore neurale sotto forma di un cursore mobile o di un braccio robotico si è rivelata fondamentale. Quel feedback visivo ha permesso al cervello dell'utente di adattarsi, modificando sostanzialmente la propria funzione per aiutare il decodificatore neurale a raggiungere il compito. Il successivo sviluppo di decodificatori più avanzati ha aperto la strada al co-adattamento iterativo tra gli algoritmi del sistema e l'attività neurale dell'utente, che ha ulteriormente accelerato il controllo del movimento basato sulla mente di un utente. Oggi, i ricercatori si aspettano che l'ulteriore capacità di trasmettere sensazioni tattili quasi naturali migliorerà ulteriormente l'apprendimento guidato dal feedback.

Durante gli studi sull'uomo condotti nell'ambito dei programmi HAPTIX e Revolutionizing Prosthetics, i partecipanti allo studio sono stati così fortemente coinvolti nel lavoro da diventare effettivamente parte del team di ricerca. Questa dinamica ha permesso di adattare le prestazioni del sistema alle esigenze e ai desideri del partecipante. Ad esempio, Jan, una donna che vive con la quadriplegia, ha rapidamente raggiunto l'obiettivo di alimentarsi con una barretta di cioccolato con un braccio protesico controllato da un'interfaccia diretta con il suo sistema nervoso centrale. Jan decise quindi di proiettarsi oltre i confini della sua sedia a rotelle e di entrare in una cabina di pilotaggio simulata. Nonostante non sia in grado di spostarsi dal collo in giù, Jan ha usato la sua interfaccia neurale per far volare un aereo virtuale semplicemente guardando l'aereo su un monitor e visualizzandolo in una direzione o nell'altra.

“Potrei alzare il naso dell'aereo su e giù. Quindi ho potuto inclinarlo a destra oa sinistra”, ha spiegato Jan. “Mi sono perso così rapidamente in quel mondo perché ero tra le nuvole e volavo. Ed ero fuori dalla mia sedia. Ero fuori dal mio corpo rotto. Stavo volando!”

Allo stesso modo Nathan è stato in grado di estendere le sue abilità. L'aggiunta di più sensori al braccio e alla mano protesici gli ha consentito di rilevare i segnali a infrarossi (IR). Nathan usò i segnali del suo cervello per spostare la mano su una superficie che emetteva segnali IR invisibili solo in una posizione specifica. Quando la protesi ha attraversato il bersaglio, i sensori hanno convertito il segnale IR in impulsi elettrici erogati alla corteccia somatosensoriale di Nathan, permettendogli di "sentire" la radiazione infrarossa. Nathan ha riportato un'immediata percezione tattile del campo IR. Non si sa ancora se il cervello degli utenti, dopo un uso a lungo termine di un'interfaccia bidirezionale con nuovi sensori come quelli IR, si adatterà a un nuovo tipo di input e alla fine sperimenterà un "sesto senso" in un modo nuovo.

Alla fine del 2016, l'Ufficio Tecnologie Biologiche della DARPA, in collaborazione con DEKA Research & Development Corp., ha consegnato gli arti protesici al Dr. Paul Pasquina, capo del Dipartimento di Riabilitazione presso l'Ospedale Militare Nazionale Walter Reed di Bethesda, nel Maryland.

Il movimento e la sensazione protesici sono attualmente le applicazioni meglio studiate per le interfacce neurali. Attraverso il programma Neural Engineering System Design (NESD), DARPA ha persino esteso le sue aspirazioni a aggiornamenti di alta risoluzione di tali sistemi per ripristinare potenzialmente l'udito e la visione alle persone con deficit sensoriali. Inoltre, l'opinione dell'agenzia sulla funzione umana si espande oltre i domini motori e sensoriali e nel regno della funzione cognitiva. Questo è il motivo per cui l'Ufficio Tecnologie Biologiche della DARPA ha deciso di esplorare se le interfacce neurali impiantate potrebbero essere utilizzate per trattare le persone con disturbi neuropsichiatrici e della memoria.

Gli sforzi della DARPA nel trattamento della disfunzione neuropsichiatrica sono iniziati nel 2013, sfruttando la disponibilità di dispositivi clinici per il monitoraggio dell'attività cerebrale già approvati dai regolatori federali. I ricercatori finanziati dalla DARPA hanno reclutato individui con epilessia o morbo di Parkinson, che, nell'ambito dei loro trattamenti clinici, avevano impiantato elettrodi in varie regioni del loro cervello. Circa la metà di questi pazienti manifesta anche sintomi come ansia o depressione, rendendoli particolarmente adatti alla ricerca di DARPA.

Una di queste volontarie, Jane (nome cambiato per proteggere la privacy del partecipante), ha partecipato a uno studio finanziato nell'ambito del programma Systems-Based Neurotechnology for Emerging Therapies (SUBNETS) mentre è stata sottoposta a monitoraggio neurochirurgico per l'epilessia presso l'Università della California a San Francisco ( UCSF). Oltre all'epilessia, a Jane è stato diagnosticato un disturbo depressivo maggiore e un disturbo bipolare e hanno mostrato sintomi di grave ansia.

Il team di SUBNETS ha dotato Jane di un nuovo tipo di interfaccia neurale terapeutica che registra l'attività neurale di un paziente attraverso sottoreti del cervello interconnesse e fornisce micro-stimolazione elettrica mirata e correttiva progettata per mitigare l'attività cerebrale malsana. Quando il sistema ha fornito stimolazione a una sottorete del cervello di Jane responsabile della regolazione delle sue emozioni, ha riferito: "All'improvviso ... ho un po 'di energia!" Quando un medico le chiese se quello stato emotivo fosse qualcosa che avrebbe sperimentato in un buona giornata, ha affermato, "Questa è Jane normale."

Tale domanda riguardava un aspetto importante dell'approccio SUBNETS.

Il programma non sta perseguendo interventi progettati semplicemente per cambiare un passaggio emotivo dalla tristezza alla felicità, ma piuttosto per mantenere un sano equilibrio tra stati emotivi rilevando e modulando gli estremi.

Un intervento terapeutico ottimale allevia un paziente depresso da tristezza o apatia prolungate, ma consente comunque all'individuo di provare una normale gamma di emozioni in risposta a esperienze che in genere suscitano sentimenti negativi in individui sani.

La complessità del cervello rende particolarmente difficile il processo di sviluppo di tali interventi. Le condizioni neuropsichiatriche sono spesso associate a stati anomali attraverso molteplici funzioni cognitive, come la regolazione delle emozioni, la propensione all'assunzione di rischi e la flessibilità cognitiva, ognuna delle quali è associata a una sottorete distinta del cervello. I pazienti possono anche cadere su estremità opposte dello spettro per queste condizioni. Pertanto, i medici devono adattare gli interventi ai sintomi di un paziente. Ecco perché DARPA richiedeva che i sistemi SUBNET registrassero simultaneamente da più posizioni nel cervello di un paziente e interpretassero i segnali neurali in tempo reale per determinare posizioni, parametri e tempistiche specifiche degli interventi terapeutici.

Un approccio correlato ha aperto la strada alle protesi cognitive a circuito chiuso progettate per facilitare la formazione e il richiamo della memoria. Gli studi di base sui roditori, iniziati nei primi anni 2000, condotti da un gruppo di ricerca della Wake Forest University, sono rapidamente diventati primati non umani, e ora umani.

L'obiettivo era identificare i modelli di attività neuronale che prevedevano la formazione di memoria riuscita, quindi utilizzare la stimolazione artificiale per riprodurre quei modelli per migliorare le prestazioni durante i test di memoria.
Gli studi si basavano su algoritmi, sviluppati da partner di ricerca dell'Università della California del Sud (USC), che caratterizzano il modo in cui i neuroni nell'ippocampo comunicano tra loro mentre viene eseguita un'attività. Gli algoritmi hanno rivelato codici strutturati nell'attività neuronale che corrispondevano a una formazione della memoria riuscita. Quando questi codici sono stati consegnati all'ippocampo durante l'esecuzione dell'attività, i ricercatori hanno scoperto che i roditori eseguivano con una precisione maggiore del 15-20% rispetto agli studi non stimolati o agli studi in cui venivano erogati schemi casuali di stimolazione.

Nathan, un partecipante al programma Revolutionar Prosthetics della DARPA, controlla un braccio robotico con il cervello e sente ciò che l'arto tocca.

Quando il team Wake Forest/USC ha applicato ai volontari il suo modello computazionale e l'approccio di registrazione e stimolazione a circuito chiuso, hanno riscontrato miglioramenti medi delle prestazioni del 35 percento o più per la memoria a breve e lungo termine.

Uno sforzo di ricerca separato finanziato dalla RAM guidato da un team dell'Università della Pennsylvania ha adottato un approccio diverso per migliorare la formazione della memoria. Invece di concentrarsi sull'attività dei singoli neuroni in una piccola area del cervello, i ricercatori hanno registrato l'attività elettrica generata da piccole popolazioni di neuroni in più regioni del cervello, registrando in genere da un massimo di 200 siti contemporaneamente. I loro obiettivi erano di identificare lo stato cerebrale associato a forti prestazioni della memoria e fornire stimoli per migliorare la funzione di memoria durante gli stati cerebrali poveri. Il team di Penn ha dimostrato che questo approccio terapeutico a circuito chiuso potrebbe facilitare la capacità dei partecipanti di formare nuovi ricordi attraverso il monitoraggio continuo dell'attività cerebrale e intervenendo solo quando necessario.

Se la ricerca confermerà, tali tecnologie potrebbero trovare ampia applicazione tra persone in buona salute, malate e ferite. Tuttavia, la necessità di un intervento chirurgico per impiantare elettrodi rappresenta attualmente un ostacolo troppo grande per tutti, tranne quelli con le esigenze più urgenti. Ciò lascia alla DARPA la questione eticamente carica di come rendere i benefici della neurotecnologia accessibili alla popolazione di membri del servizio principalmente abile del Dipartimento della Difesa.

DARPA ha creato il programma RAM Replay nel 2015 per sviluppare interventi che coinvolgono la stimolazione transcranica non invasiva o la presentazione di segnali sensoriali durante il sonno per potenziare il processo di replay neurale associato a un efficace consolidamento dei ricordi. Un certo numero di questi approcci si è concentrato sul tempismo preciso dell'intervento alle fasi specifiche delle oscillazioni cerebrali ad onda lenta durante il sonno associate a periodi di replay neurale, ovvero replay dell'attività cerebrale verificatasi durante un'esperienza di apprendimento iniziale.

Ad esempio, durante gli esperimenti condotti da Teledyne Scientific, ai partecipanti sono stati presentati suoni realistici dal punto di vista ambientale mentre imparavano a navigare attraverso una città virtuale. Più tardi, mentre i partecipanti facevano un sonnellino, quegli stessi suoni venivano tranquillamente riprodotti solo a determinati individui durante le fasi del sonno caratterizzate da oscillazioni cerebrali ad onde lente. Dopo i loro sonnellini, i partecipanti che hanno ricevuto questo intervento acustico - noto come riattivazione della memoria mirata (TMR) - hanno potuto navigare nella città virtuale all'incirca il 40 percento più velocemente durante le prove successive rispetto ai partecipanti del gruppo di controllo.

Attraverso il programma di addestramento mirato alla neuroplasticità (TNT), iniziato nel 2016, DARPA investe in interfacce sia impiantabili che non invasive per migliorare i risultati dell'allenamento attraverso una stimolazione mirata e tempestiva dei nervi periferici, che modulano direttamente il rilascio di vari neurotrasmettitori nel cervello. Attraverso questi meccanismi neurochimici, l'attività dei nervi periferici può influenzare la capacità dei neuroni di stabilire nuove connessioni tra loro - un processo chiamato plasticità sinaptica - che è cruciale per apprendere nuove abilità e acquisire nuovi ricordi. Il programma TNT finanzia la ricerca fondamentale su animali e umani per esaminare i meccanismi di influenza della stimolazione dei nervi periferici sulla plasticità e sui risultati dell'allenamento, nonché sulla sicurezza e l'efficacia a lungo termine di questo approccio.

Il programma Restoring Active Memory (RAM) finanzia lo sviluppo di protesi cognitive a circuito chiuso per facilitare la formazione e il richiamo della memoria. Attraverso RAM Replay e la formazione mirata sulla neuroplasticità, DARPA sta anche perseguendo neurotecnologie non invasive per migliorare i risultati della formazione.

Ispirato dalla capacità dell'attività dei nervi periferici di modulare gli organi e la funzione immunitaria, DARPA ha creato il programma Prescrizioni elettriche (ElectRx) nel 2014 per esplorare come applicare la stimolazione nervosa per preservare la salute umana e accelerare il recupero. I ricercatori di ElectRx stanno sviluppando nuovi dispositivi non invasivi e impiantabili per il rilevamento a circuito chiuso e la modulazione dell'attività dei nervi periferici e stanno costruendo mappe funzionali che collegano nervi specifici con risposte fisiologiche. Se il programma avrà successo, aprirà le porte a interventi medici alternativi che funzionano con una precisione molto maggiore rispetto agli attuali approcci farmaceutici e con meno effetti collaterali.

Come per tutte le discipline emergenti, i progressi nella neurotecnologia sono limitati dagli strumenti disponibili. In particolare, le prestazioni dell'interfaccia neurale sono limitate dal numero e dalla risoluzione dei canali per la registrazione e la stimolazione di nervi e neuroni. Considera che i notevoli risultati descritti finora sono stati raggiunti usando una tecnologia che coinvolge fino a diverse centinaia di neuroni alla volta. Cosa potrebbe essere possibile quando i ricercatori possono interfacciarsi e intervenire con un numero molto maggiore di neuroni e con maggiore precisione nel contesto del rilevamento, dell'interpretazione e della modulazione della funzione neurale?

Il programma Neuro Function, Activity, Structure and Technology, o Neuro-FAST, sta creando fondamentalmente nuovi approcci ottici per scrivere e leggere informazioni da specifici tipi di cellule all'interno del cervello, ognuno dei quali svolge un ruolo distinto nei meccanismi biologici sottostanti funzione comportamentale e cognitiva. Invece di affidarsi agli elettrodi e alla stimolazione elettrica, gli interventi derivati da Neuro-FAST usano la luce per registrare e controllare l'attività cellulare con precisione a singolo neurone. Questa tecnologia "optogenetica" è già stata dimostrata negli animali ed è destinata a sperimentazioni umane.

Il suddetto programma NESD finanzia diversi approcci allo sviluppo di interfacce neurali impiantabili ad alta risoluzione, compresi i sistemi ottici, in grado di misurare l'attività di fino a 1 milione di neuroni e modulare l'attività di fino a 100.000 neuroni. I ricercatori NESD stanno inoltre generando approcci computazionali avanzati per l'elaborazione in tempo reale della grande quantità di dati che le interfacce neurali registreranno in modo che i loro sistemi funzionino entro i limiti di potenza e larghezza di banda disponibili.

In un'altra espansione del suo portafoglio di neurotecnologie, l'agenzia ha lanciato quest'anno il programma Neurotechnology di nuova generazione di nuova generazione (N3) per sviluppare un sistema di interfaccia neurale bidirezionale costruito principalmente attorno alla tecnologia indossabile. I ricercatori devono superare la fisica del passaggio di segnali attraverso il cranio e il tessuto cerebrale intatti, ma DARPA ritiene che i recenti progressi nella bioingegneria, nelle neuroscienze, nella biologia sintetica e nelle nanotecnologie possano contribuire a un'interfaccia cerebrale portatile, precisa e ad alta risoluzione. Se il programma raggiunge gli endpoint previsti, i ricercatori dimostreranno un compito rilevante per la difesa, come il controllo neurale di un veicolo aereo senza pilota, utilizzando un sistema N3.

Il programma di Neurotecnologia non chirurgica di prossima generazione di DARPA mira a sviluppare un sistema di interfaccia neurale portatile ad alta risoluzione in grado di leggere e scrivere contemporaneamente su più punti del cervello. Un tale sistema non invasivo estenderebbe il potere della neurotecnologia avanzata agli individui abili e potrebbe sostenere i futuri sforzi del Dipartimento della Difesa per migliorare il lavoro di squadra uomo-macchina.

Sebbene rimangano una miriade di barriere tecniche, l'evoluzione della neurotecnologia ha seguito una traiettoria verso sistemi più compatti e più potenti. Gli investimenti di DARPA hanno reso possibile e prudente considerare quali applicazioni pratiche delle interfacce neurali avanzate implicano per le nostre vite quotidiane.

A differenza dei sistemi di interfaccia specializzati odierni, che facilitano una o due funzioni alla volta, la tecnologia futura e generalizzabile può integrare molte funzioni derivate da misurazioni neuronali, fisiologiche e ambientali continue. Man mano che il cervello e questi sistemi si adattano insieme, un'interfaccia potrebbe persino fornire una nuova funzione in risposta alle esigenze e ai desideri di un utente e evolversi in modo da offuscare la distinzione tra stati cerebrali interni e mondo esterno. Immagina, ad esempio, un'interfaccia che si riproduca mentre dormi i codici neurali evocati dalle parole del vocabolario francese che hai studiato durante il giorno, aumenta la tua sensibilità IR per migliorare la visione notturna mentre fai una passeggiata serale con la tua famiglia o invii un segnale wireless al termostato di casa quando rileva che si sente freddo.

A questo punto di svolta nell'emergere della neurotecnologia, è indispensabile valutare i potenziali rischi e compromessi e rispondere a domande sull'etica dell'aumento umano. Alcune sfide sociali legate all'accesso alla tecnologia e all'eguale diffusione dei benefici sono ovvie, ma anche le questioni neurocomportamentali fondamentali su come il cervello alloca le risorse tra le funzioni rimangono ancora da rispondere. Potrebbe essere, ad esempio, che migliorare la memoria comprometta le capacità di risoluzione dei problemi?

Questo tipo di sconosciuto può essere accettabile per un individuo affetto da grave compromissione funzionale, ma forse non per un individuo che vuole semplicemente migliorare le prestazioni normali. Il passaggio della neurotecnologia dal laboratorio alle applicazioni del mondo reale richiede che tali domande vengano affrontate, motivo per cui DARPA impegna esperti etici e legali indipendenti per promuovere le discussioni necessarie su come l'Agenzia dovrebbe considerare le implicazioni sociali delle nuove neurotecnologie che potrebbero emergere da questo lavoro.

Un progresso tecnologico tangibile potrebbe arrivare prima delle persone.

Molte tecnologie di interfaccia stanno ora avanzando oltre la fase di proof-of-concept e avvicinandosi a un punto naturale per la transizione commerciale.
L'annuncio dell'iniziativa BRAIN della Casa Bianca nel 2013 ha attirato ulteriori investimenti nei tipi di tecnologie di base che DARPA ha già dimostrato per decenni e da allora diverse aziende e venture capitalist hanno deciso di creare un settore neurotecnologico, spesso in collaborazione con scienziati e ingegneri inizialmente finanziati dalla DARPA.

Al centro di questa attività, l'Ufficio Tecnologie Biologiche della DARPA ha adattato le sue pratiche commerciali per facilitare la transizione tecnologica incoraggiando il coinvolgimento commerciale fin dall'inizio di nuovi programmi. Con questo contributo e con DARPA che presuppone investimenti precoci e ad alto rischio, i partner del settore saranno pronti ad espandere e perfezionare le capacità di maggior successo e confezionarle per gli utenti finali.

Questo ciclo di creazione, adattamento e commercializzazione avvantaggia direttamente il Dipartimento della Difesa restituendo tecnologie comprovate e pronte sul campo a costi ridotti.

La storia della neurotecnologia si sta sviluppando a un ritmo crescente ed è attualmente in fase di stesura da parte della DARPA e di altri primi autori. Anche in questa fase nascente, l'era della neurotecnologia punta verso un futuro in cui umani e macchine interagiscono senza soluzione di continuità per superare i limiti del corpo umano e unire l'adattabilità e la creatività umana con l'affidabilità, l'ubiquità e la potenza di elaborazione dei computer. Dopo quasi sei decenni, la visione di Licklider della simbiosi uomo-macchina sta diventando realtà in un modo in cui lui e i suoi colleghi dei primi giorni dell'agenzia avrebbero potuto solo sognare di essere possibili.