US-Militär, die Entwicklung von Gehirn-Implantate Speicher wiederherstellen

Das US-Militär gewählt hat zwei Universitäten, führen ein Programm zur Entwicklung von Gehirn-Implantate um Speicher Veteranen wiederherzustellen, die Hirnverletzungen erlitten haben, Beamte sagte auf einer Pressekonferenz gestern (Juli 8).

Programms wiederherstellen aktive Arbeitsspeicher (RAM) ist ein Projekt von der Defense Advanced Research Projekte Agency (DARPA), berechnet die Filiale des U.S. Department of Defense mit der Entwicklung von Technologien der nächsten Generation für das Militär. Die Initiative zielt auf wireless, vollständig implantierbare "Neuroprothesen" für Angehörige von Schädel-Hirn-Verletzungen oder Krankheiten, leiden DARPA-Programm-Manager Justin Sanchez sagte auf der Pressekonferenz.

DARPA wählte zwei Forscherteams, die Implantate zu entwickeln: der University of California, Los Angeles (UCLA) und der University of Pennsylvania in Philadelphia. [Humanoide Roboter, fliegende Autos: 10 coolsten DARPA-Projekte]

Die Speicher-Lücke

Mehr als 270.000 US-Veteranen mit Schädel-Hirn-Verletzungen (TBI) seit dem Jahr 2000 diagnostiziert wurde, und die Bedingung betrifft etwa 1,7 Millionen Zivilisten in den Vereinigten Staaten jedes Jahr nach DARPA. TBI mischt sich mit der Fähigkeit, Erinnerungen von vor der Verletzung, und auch die Fähigkeit zu bilden oder neue Erinnerungen zu behalten.

Derzeit existieren einige Behandlungen für TBI-im Zusammenhang mit Gedächtnisverlust, aber DARPA versucht, dies zu ändern, sagte Sanchez. Tiefe Hirnstimulation, die Verwendung von implantierten Elektroden, elektrische Signale auf bestimmte Teile des Gehirns, zu liefern hat bereits Erfolge bei der Behandlung der Parkinson-Krankheit und andere chronische Gehirn Bedingungen bewiesen. Aufbauend auf diesen Fortschritten, "Wir entwickeln neue Neuroprothetik um die Lücke in einem verletzten Gehirn, Memory-Funktion wiederherzustellen", sagte Sanchez.

Es gibt viele verschiedene Arten von Speicher, aber die RAM-Programm konzentriert sich auf eine Art, bekannt als deklarative Gedächtnis – wissen, das bewusst kann, z. B. Ereignisse, Zeiten oder Orte abgerufen werden.

Stellen Sie sich beispielsweise, dass Sie in den Laden gehen müssen. Um es zu finden, müssen Sie wissen, wo sich das Geschäft befindet und wie es heißt. Eine Person mit einem Schädel-Hirn-Verletzungen oft Mühe, die Erinnerung an diese grundlegenden Fakten hat, sagte Sanchez.

Im Rahmen des Programms RAM UCLA erhalten bis zu $ 15 Millionen, und der University of Pennsylvania erhalten bis zu $ 22,5 Millionen bei der Finanzierung über einen vier-Jahres-Zeitraum. Darüber hinaus ist Lawrence Livermore National Laboratory, erhalten eine Bundesrepublik Forschungseinrichtung in Livermore, Kalifornien, bis zu $ 2,5 Millionen. Die Finanzierung wird davon abhängen, ob die Institutionen eine Reihe von technischen Meilensteine von neuronale Signale zur Entwicklung der Hardware für chronische Implantate erfüllen.

Die UCLA-Team konzentriert sich auf Gedächtnisprozesse im entorhinalen Kortex, einem Bereich des Gehirns, bekannt als das Tor der Gedächtnisbildung zu studieren. Forscher werden angeregt und Aufzeichnen von Neuronen bei Patienten mit Epilepsie, die schon Gehirn-Implantate als Teil ihrer Überwachung und Behandlung. Die Forscher entwickeln auch Computer-Modelle wie Sie stimulieren das Gehirn Memory-Funktion wieder herzustellen.

Die Universität von Pennsylvania-Team konzentriert sich mehr auf Modellierung wie Gehirn Schaltungen im weiteren Sinne zusammenarbeiten, insbesondere im frontalen Kortex des Gehirns, ein Gebiet beteiligt, bei der Bildung von Langzeiterinnerungen. Die Universität ist die Zusammenarbeit mit Minneapolis-biomedizinische Geräte Firma Medtronic, ein Memory-Prothese-System zu entwickeln. [Fliegende Untertassen, Gedankenkontrolle: 7 freigegeben Militär & CIA Geheimnisse]

So weit sagte die Forschung konzentrieren wird, ausschließlich auf die Wiederherstellung von Speicher, Sanchez Leben Wissenschaft. "Wir sind keine Forschung auf dem Gebiet der löschen Erinnerungen nicht tun," sagte er.

Food For thought

Dennoch ist es nicht einfach, Entwicklung von Geräten Speicher wiederherstellen. DARPA Beamte sagten, enorme technologische und wissenschaftliche Herausforderungen bestehen. Erstens müssen Forscher entwickeln neue Geräte und Hardware drahtlos aufnehmen und produzieren elektrische Signale im Gehirn. Dann müssen Wissenschaftler entwickeln neue Rechenmodelle zu beschreiben, die Gehirn Schaltungen Gedächtnisbildung beteiligt. Schließlich werden neue Algorithmen erforderlich sein, zu spüren und zu interpretieren neuralen Signale, um festzustellen, die entsprechende Stimulation benötigt, um Speicher wiederherzustellen.

Sobald diese Geräte entwickelt worden sind, werden sie in klinischen Studien beim Menschen, als auch im Tierversuch getestet werden. Alle die Forschung wird eine erste Bilanz durch institutionelle Fachkollegien sowie eine sekundäre Bewertung von einer Jury bestehend aus Beamten aus dem Department of Defense unterziehen. Neue Geräte werden bedürfen der Genehmigung der Food and Drug Administration bevor sie klinisch zugänglich gemacht werden nach DARPA.

In der Forschung, DARPA haften an ethischen Standards die Agentur zusammengefasst als "die 3 C's"-Charakter, Zustimmung und Konsequenz. DARPA ein Panel zur Bewertung dieser Standards und liefern Beiträge für die Forschung geschaffen hat, sagte William Casebeer, DARPA Programmmanager Bioethik beteiligt.

"Es gibt eine riesige Menge an tatsächlichen leiden, die wir möglicherweise lindern könnte, wenn [Programm] erfolgreich ist," sagte Casebeer.

Das RAM-Programm ist eines der beiden Programme, die darauf abzielen, Gehirn-Implantate zur Wiederherstellung der psychischen Funktion in Veteranen zu entwickeln. Beide sind Teil der breiteren Gehirn Initiative, Aproposed $ 4,5 Milliarden, 12-jährige Gehirn-Zuordnung Aufwand von Präsident Barack Obama im April 2013 ins Leben gerufen.

Folgen Sie Tanya Lewis auf Twitter und Google + . Folgen Sie uns @livescience, Facebook & Google +.